Игра Баше

Министерство образования Российской Федерации

Уральский Государственный Технический Университет - УПИ

Кафедра "ТиСС"

 

 

 

 

 

 

 

 

Отчет по курсовой работе

дисциплины "АЦЭ"

 


Проект схемы автомата играющего в игру Баше

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                           Руководитель: Гусев А.В.

                                                                         Студент: Черепанов К.А

                                                      Группа: Р-307

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Екатеринбург

2002

Содержание:

1.    Задание для курсового проекта..................................................................................................... 3

2.    Структурная схема устройства..................................................................................................... 3

3.    Описание принципа функционирования устройства............................................... 4

4.    Описание работы устройства по схеме электрической принципиальной        4

5.    Краткое описание используемых микросхем (УГО таблица истинности назначение контактов).................................................................................................................................................................. 5

5.1.        Четыре логических элемента 2И............................................................................................... 5

5.2.        Четыре логических элемента 2ИЛИ......................................................................................... 6

5.3.        Три логических элемента 3ИЛИ................................................................................................. 7

5.4.        Два логических элемента 4ИЛИ................................................................................................ 7

5.5.        Четыре RS-триггера.......................................................................................................................... 8

6.    Схема электрическая принципиальная................................................................................. 9

7.    Перечень элементов............................................................................................................................... 11

8.    Выводы................................................................................................................................................................ 12

9.    Базы данных элементов:.................................................................................................................... 12

  Задание для курсового проекта

Разработать автомат играющий в игру Баше. Имеется 12 индикаторов. Игрок может включать произвольное число индикаторов но не менее одного и не более трех за раз. Индикаторы должны включаться последовательно один за другим от младшего к старшему. Каждый свой ход игрок сопровождает нажатием кнопки – ход автомата. Выигрывает тот кто включит последний индикатор. Игрок ходит первым. Задача автомата – выиграть.

Структурная схема устройства


Описание принципа функционирования устройства

            Так как игрок может включать только один два или три индикатора за ход а общее их количество равно 12 упростим задачу и разобьем все игровое поле на 3 участка по 4 индикатора на каждом. Теперь перед нами стоит задача на каждом участке зажечь недостающие индикаторы (при этом индикаторы на втором и третьем участках могут загораться лишь после того когда загорается последний индикатор на предыдущем участке).

Соответственно есть три варианта хода событий:

1.    Игрок включает 1 индикатор автомат - 3

2.    Игрок включает 2 индикатора автомат - 2

3.    Игрок включает 3 индикатора автомат – 1

Дальнейшая игра состоит в различных комбинациях этих вариантов. Всего вариаций 33= 27.

Таким образом такой принцип функционирования автомата не позволяет игроку когда-либо выиграть а все победы будут на стороне автомата что позволяет использовать его в игровых заведениях по типу казино.

Описание работы устройства по схеме электрической принципиальной

            Имеется пять кнопок для работы автомата:  START – сбрасывает значение триггеров и подготавливает автомат к следующей игре 1 – соотвествует зажиганию одного индикатора 2 – двух 3 – трех GO – ход автомата.

Первый индикатор загорается при нажатии любой из трех игровых клавиш (1 2 или 3)

На первом этапе  расположены двухвходовые схемы И (от U1до U5:В)

На втором этапе четырех (U9U9:В) – трех (U6U6:С U7:А) – двух (U8U8:В и U8:С)  – входовые схемы ИЛИ

На третьем этапе 3 триггера (U10 U11 U12) (три корпуса по четыре RS-триггера в каждом с разрешающим входом)

Они выполняю следующие функции:

Для первого участка (если при этом горит 1-ый индикатор)

U6:А - выдает сигнал логической 1 при нажатии кнопки 1 (для зажигания первого индикатора) на вход 4 триггера U10 Þ загорается первый индикатор

U1:А – при нажатии кнопки 2 (для зажигания второго индикатора)

U1:В – при нажатии кнопки 3 (для зажигания второго индикатора)

U1:С – при нажатии кнопки 3 (для зажигания третьего индикатора)

U1:D –при нажатии кнопки GO и при приходе сигнала «Первый индикатор горит» от выхода 2 триггера U10 сигнал высокого уровня поступает на элемент U6:В на U8:А а также на вход 14 триггера U10 Þ загорается четвертый индикатор

U6:В – при поступлении сигнала от U1:А или U1:В или U1:D выдает сигнал высокого уровня на вход 6 триггера U10 Þ загорается второй индикатор

U8:А - при поступлении сигнала от U1:С или U1:D выдает сигнал высокого уровня на вход 12 триггера U10 Þ загорается третий индикатор

Для второго участка (если при этом горит 4-ый индикатор)

U2:А – выдает сигнал логической 1 при нажатии кнопки 1(для зажигания шестого индикатора)

U2:В – при нажатии кнопки 2 (для зажигания шестого индикатора)

U2:С – при нажатии кнопки 3 (для зажигания шестого  индикатора)

U2:D – при нажатии кнопки 2 (для зажигания седьмого индикатора)

U3:А – при нажатии кнопки 3 (для зажигания седьмого индикатора)

U3:В – при нажатии кнопки 3 (для зажигания восьмого индикатора)

U3:С - при нажатии кнопки GO и при приходе сигнала «Пятый индикатор горит» от выхода 9 триггера U11 сигнал высокого уровня поступает на элемент U9:А на U6:С U8:В а также на вход 14 триггера U11 Þ загорается восьмой индикатор

U9:А – при поступлении сигнала от U2:А или U2:В или U2:С или U3 выдает сигнал высокого уровня на вход 4 триггера U11 Þ загорается шестой индикатор

U6:С – при поступлении сигнала от U2:D или U3:A или U3 выдает сигнал высокого уровня на вход 6 триггера U11 Þ загорается cедьмой индикатор

U8:В – при поступлении сигнала 1 от U2:А или U2:В или U2:С или U3 выдает сигнал высокого уровня на вход 14 триггера U11 Þ загорается седьмой индикатор

 

Для третьего участка (если при этом горит 8-ий индикатор)

U3:D - выдает сигнал логической 1 при нажатии кнопки 1 (для зажигания девятого индикатора)

U4:А – при нажатии кнопки 2 (для зажигания девятого индикатора)

U4:В – при нажатии кнопки 3 (для зажигания девятого индикатора)

U4:С – при нажатии кнопки 2 (для зажигания десятого индикатора)

U4:D – при нажатии кнопки 3 (для зажигания десятого индикатора)

U5:А – при нажатии кнопки 3 (для зажигания одиннадцатого индикатора)

U5:В – при нажатии кнопки GO и при приходе сигнала «Девятый индикатор горит» от выхода 9 триггера U12 сигнал высокого уровня поступает на элемент U9:В на U7:А на U8:С а также на вход 14 триггера U12 Þ загорается двенадцатый (выйгрышный) индикатор

U9:В – при поступлении сигнала 1 от U3:D или U4:А или U3:В или U5 выдает сигнал высокого уровня на вход 4 триггера U12 Þ загорается девятый индикатор

U7:А – при поступлении сигнала 1 от U4:С или U4:D или U5 выдает сигнал высокого уровня на вход 6 триггера U12 Þ загорается десятый индикатор

U8:С – при поступлении сигнала 1 от U5:А или U5 выдает сигнал высокого уровня на вход 12 триггера U12 Þ загорается одиннадцатый индикатор

К тому же пока не загорится последний индикатор предыдущего участка невозможна запись в триггер данного участка так как не будет поступать сигнал разрешающий запись.

При нажатии кнопки START на  входы R RS-триггеров U10 U11 U12 подается сигнал высокого уровня значения обнуляются индикаторы потухают  

Краткое описание используемых микросхем (УГО таблица истинности назначение контактов)

 

Четыре логических элемента 2И

УГО

 

Таблица истинности

Состояние на 1-ом входе

Состояние на 2-ом входе

Состояние на выходе

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

 

Назначение контактов

 

Четыре логических элемента 2ИЛИ

УГО

 

Таблица истинности

Состояние на 1-ом входе

Состояние на 2-ом входе

Состояние на выходе

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

Назначение контактов

 

Три логических элемента 3ИЛИ

УГО

Таблица истинности

Состояние на 1-ом входе

Состояние на 2-ом входе

Состояние на 3-ом входе

Состояние на выходе

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

 

Назначение контактов

Два логических элемента 4ИЛИ

УГО

 

Таблица истинности

Вход

Вход

Вход

Вход

Выход

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

1

0

0

1

0

1

0

1

1

0

1

1

0

1

0

1

1

1

1

1

0

0

0

1

1

0

0

1

1

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

1

1

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

 

Назначение контактов

 

Четыре RS-триггера

УГО

Таблица истинности

E

S

R

Q

0

0

0

-

1

0

0

-

1

1

0

1

1

0

1

0

1

1

1

-

 

Назначение контактов

 

Схема электрическая принципиальная

См. файл kurs.sch (P-CAD Schematic file) или kurs.dxf (AutoCAD Drawing Interchange)

 

Перечень элементов

Зона Поз. обоз Наименование Кол-во Прим.
Микросхемы
U1-5 CD4081В (КР1561ЛИ2) 5 США
U8 CD4071В 3 США
U6-7 CD4075В 2 США
U9 CD4072В 1 США
U10-12 CD4043А (КР561ТР2) 3 США
Изм Лист № документа Подпись Дата
Разраб. Черепанов К. 29.12.01

Плата игры Баше

Перечень элементов

Лит. Лист Листов
Проверил Гусев А.В 1 1

УГТУ – УПИ

Кафедра ТиСС

Группа Р-307

 

Выводы

1.    Все элементы на плате сделаны по КМОП-технологии следовательно не стоит прикасаться к ней наэлектризованными предметами.

2.    Исходя  из того что время задержки одного элемента схемы равно 100нс (для CMOS) то для того чтобы зажглись 2 индикатор (при нажатии кнопки 2) или 3 (при нажатии кнопки 3) необходимо следующее время

t =t1+t2=200нс Þ f=1/t=500Мгц

где t1=время задержки трехвходового элемента И (U6:A)

где t2=время задержки триггера (U10)

Базы данных элементов:

1.    Справочник логических и биполярных микросхем НПФ «ЗЕЛТЭК»

2.    База данных P-CAD фирмы ACCEL Technologies.