[pic]
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
1. Четыре логических элемента 2И 5
2. Четыре логических элемента 2ИЛИ 6
3. Три логических элемента 3ИЛИ 7
4. Два логических элемента 4ИЛИ 7
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
[pic]
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
[pic]
Четыре логических элемента 2ИЛИ
УГО
[pic]
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
[pic]
Три логических элемента 3ИЛИ
УГО
[pic]
Таблица истинности
|Состояние на 1-ом|Состояние на 2-ом|Состояние на 3-ом|Состояние на |
|входе |входе |входе |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
[pic]
Два логических элемента 4ИЛИ
УГО
[pic]
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
[pic]
Четыре RS-триггера
УГО
[pic]
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
[pic]
Схема электрическая принципиальная
См. файл kurs.sch (P-CAD Schematic file) или kurs.dxf (AutoCAD Drawing
Interchange)
Перечень элементов
|Зона|Поз. |Наименование |Кол-|Прим. |
| |обоз | |во | |
| | |Микросхемы | | |
| |U1-5 |CD4081В (КР1561ЛИ2) |5 |США |
| |U8 |CD4071В |3 |США |
| |U6-7 |CD4075В |2 |США |
| |U9 |CD4072В |1 |США |
| |U10-1|CD4043А (КР561ТР2) |3 |США |
| |2 | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | |
| | | | | | |
| | | | | | |
|И|Лис|№ |Подпи|Дат| |
|з|т |документ|сь |а | |
|м| |а | | | |
|Разраб|Черепано| |29.| |Лит. |Лист |Листов|
|. |в К. | |12.|Плата игры Баше | | | |
| | | |01 |Перечень элементов | | | |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
| | | | | | | | |
|Провер|Гусев | | | | | | |1 |1 |
|ил |А.В | | | | | | | | |
| | | | | |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
( =(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.
————————
START
1
2
3
GO
Блок ввода данных
Блок обработки данных на первом участке
Блок обработки данных на втором участке
Блок обработки данных на третьем участке
Блоки обработки данных
Субблок хранения информации с первого участка
Субблок хранения информации со второго участка
Субблок хранения информации с третьего участка
2
3
1
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Блок индикации (вывода информации)
Блок хранения данных