Реализация микрооперации №1

Сигнал от пользователя о начале новой игры (R = 1) будет поступать при нажатии кнопки «Новая игра».

Реализация микрооперации № 2 и № 3

Для реализации микрооперации № 2 и № 3 потребуется суммирующий счётчик. Будем считать, что максимальное число очков = 999. 9 < ln 999 < 10. Поэтому нам потребуется счётчик с минимальным количеством разрядов 10. Так как более распространённым является 12-разрядный суммирующий счётчик, будем использовать его. Сброс счётчика будет происходить при начале новой игры (R = 1), инкремент — при правильном выборе лампы-звёздочки (С = 1).

Рис. 3 Реализация микрооперации № 2 и № 3

Реализация микрооперации № 5 и № 6

Для реализации микрооперации № 5 и № 6 потребуется таймер. Для реализации таймера можно использовать микросхему NE555 или её аналоги. Сброс происходит при сигнале о новой генерации позиции лампы-звёздочки (I = 1). Через 0,5 сек. работы таймера поступает импульс о новой генерации позиции лампы-звёздочки (T = 1). игровой автомат алгоритм.

Рис. 4 Внутреннее устройство микросхемы NE555

1) Вывод «GND» — Земля.

Вывод подключается к минусу питания или к общему проводу схемы.

2) Вывод «TRI» — Запуск.

Этот вывод является одним из входов компаратора № 2. При подаче на этот вход импульса низкого уровня, который должно быть не более 1/3 напряжения питания, происходит запуск таймера и на выводе № 3 появляется напряжение высокого уровня на время, которое задается внешним сопротивлением Ra+Rb и конденсатором С. Данный режим работы называется — режим моностабильного мультивибратора. Импульс, подаваемый на вывод «TRI», может быть как прямоугольным, так и синусоидным и по длительности он должен быть меньше чем время заряда конденсатора С.

3) Вывод «OUT» — Выход.

Высокий уровень равен напряжению питания минус 1,7 Вольта. Низкий уровень равен примерно 0,25 вольта. Время переключения с одного уровня на другой происходит примерно за 100 нс.

4) Вывод «RST» — Сброс.

При подаче на этот вывод напряжения низкого уровня (не более 0,7в) произойдет сброс таймера и на выходе его установится напряжение низкого уровня. Если в схеме нет необходимости в режиме сброса, то данный вывод необходимо подключить к плюсу питания.

5) Вывод «CON» — Контроль.

Обычно, этот вывод не используется. Однако его применение может значительно расширить функциональность таймера. При подаче напряжения на этот вывод можно управлять длительностью выходных импульсов таймера, а значит отказаться от RC времязадающей цепочки. Подаваемое напряжение на этот вход в режиме моностабильного мультивибратора может составлять от 45% до 90% напряжения питания. А в режиме мультивибратора от 1,7 В и до напряжения питания. Соответственно на выходе получится FM модулированный сигнал.

Если этот вывод не используется, то его лучше подключить через конденсатор 0,01мкФ к общему проводу.

6) Вывод «THR» — Стоп.

Этот вывод является одним из входов компаратора «GND». При подаче на этот вывод импульса высокого уровня (не менее 2/3 напряжения питания), работа таймера останавливается, и на выходе таймера устанавливается напряжение низкого уровня. Как и на вывод «TRI», на этот вывод можно подавать импульсы как прямоугольные, так и синусоидные.

7) Вывод «DIS» — Разряд.

Этот вывод соединен с коллектором транзистора Т1, эмиттер которого соединен с общим проводом. При открытом транзисторе конденсатор С разряжается через переход коллектор-эмиттер и остается в разряженном состоянии пока не закроется транзистор. Транзистор закрыт, когда на выходе таймера высокий уровень и открыт, когда на выходе низкий уровень.

8) Вывод «VCC» — Питание.

Напряжение питания таймера составляет от 4,5 до16 вольт.

Таймер может работать в двух режимах: моностабильный мультивибратор и генератор прямоугольных импульсов.

Так для реализации необходимой нам схемы потребуется только моностабильный мультивибратор, то рассмотрим только данный режим.

Моностабильный означает, что стабильное состояние у таймера только одно, когда он выключен. Во включенное состояние его можно перевести временно, подав на вход таймера какой-либо сигнал. Время нахождения таймера в активном режиме определяется RC цепочкой.

В начальном состоянии, на выходе таймера «OUT» (выход) низкий уровень — примерно 0,25 вольт, транзистор Т1 открыт и соответственно конденсатор разряжен. Это состояние таймера стабильное. При поступлении на вход «TRI» (запуск) импульса низкого уровня, включается компаратор № 2, который переключает триггер таймера, и как результат на выходе таймера устанавливается высокий уровень. Транзистор Т1 закрывается и через резистор R начинает заряжаться конденсатор С. И пока заряжается конденсатор С на выходе таймера сохраняется высокий уровень. За это время изменения сигнала на входе «TRI» (запуск) не вызовут никакое воздействие на таймер. После того как напряжение на конденсаторе С достигнет 2/3 напряжения питания, включается компаратор № 1 и тем самым переключает триггер. В результате на выходе «OUT» (выход) установится низкий уровень, и таймер восстановит исходное, стабильное состояние. Транзистор Т1 откроется и разрядит конденсатор С.

Рис. 5 Микросхема NE555 в режиме моностабильного мультивибратора

Частота определяется по формуле:

Была выбрана ёмкость конденсатора C = 0.1 мкФ, сопротивление R=7.5Мом, что позволяет добиться импульса продолжительностью t = 0.521? 0.5 сек.

Так как сброс таймера происходит при низком уровне, то необходимо импульс о сбросе (I = 1) инвертировать, также необходимо инвертировать импульс таймера на выходе «OUT».