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 U1:А до U5:В)
На втором этапе четырех (U9:А, U9:В) трех (U6:В, U6:С, U7:А) двух (U8:А, U8: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 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 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 загорается второй индикатор
U8:А - при поступлении сигнала от U1:С или U1:D выдает сигнал высокого уровня на вход 12 триггера U10 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 загорается восьмой индикатор
U9:А при поступлении сигнала от U2:А или U2:В, или U2:С, или U3:С выдает сигнал высокого уровня на вход 4 триггера U11 загорается шестой индикатор
U6:С при поступлении сигнала от U2:D или U3:A, или U3:С выдает сигнал высокого уровня на вход 6 триггера U11 загорается cедьмой индикатор
U8:В при поступлении сигнала 1 от U2:А или U2:В, или U2:С, или U3:С выдает сигнал высокого уровня на вход 14 триггера U11 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 загорается двенадцатый (выйгрышный) индикатор
U9:В при поступлении сигнала 1 от U3:D или U4:А, или U3:В, или U5:В выдает сигнал высокого уровня на вход 4 триггера U12 загорается девятый индикатор
U7:А при поступлении сигнала 1 от U4:С или U4:D, или U5:В выдает сигнал высокого уровня на вход 6 триггера U12 загорается десятый индикатор
U8:С при поступлении сигнала 1 от U5:А, или U5:В выдает сигнал высокого уровня на вход 12 триггера U12 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 000010100111
Назначение контактов
Четыре логических элемента 2ИЛИ
УГО
Таблица истинности
Состояние на 1-ом входе Состояние на 2-ом входе Состояние на выходе 000011101111
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 00000011010101111001101111011111
Назначение контактов
Два логических элемента 4ИЛИ
УГО
Таблица истинности
ВходВходВходВходВыход00000000110010100111010010101101101011111000110011101011011111001110111110111111
Назначение контактов
Четыре RS-триггера
УГО
Таблица истинности
ESRQ000-100-11011010111-
Назначение контактов
Схема электрическая принципиальная
См. файл kurs.sch (P-CAD Schematic file) или kurs.dxf (AutoCAD Drawing Interchange)
Перечень элементов
ЗонаПоз. обозНаименованиеКол-воПрим.МикросхемыU1-5CD4081В (КР1561ЛИ2)5СШАU8CD4071В3СШАU6-7CD4075В2СШАU9CD4072В1СШАU10-12CD4043А (КР561ТР2)3СШАИзмЛист документаПодписьДатаРазраб.Черепанов К.29.12.01
Плата игры Баше
Перечень элементов
Лит.ЛистЛистовПроверилГусев А.В11УГТУ 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
=1+2=200нс f=1/=500Мгц
где 1=время задержки трехвходового элемента И (U6:A)
где 2=время задержки триггера (U10)
Базы данных элементов:
1. Справочник логических и биполярных микросхем НПФ "ЗЕЛТЭК"
2. База данных P-CAD фирмы ACCEL Technologies.