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

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|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

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. |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