Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ИГРЫ



М.А.ОВЕЧКИН

ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ИГРЫ

 

© Издательство " Радио и связь", 1985

©Издательство " Радио и связь", 1989, с изменениями.

 

Предисловие ко второму изданию

 

Телевизионные игровые приставки как новое направление в бытовой электронике появились в начале 70-х годов. Интерес к телевизионным играм по­стоянно растет. Быстрое развитие микроэлектроники и массовый выпуск микро­схем широкого применения открывают возможность каждому радиолюбителю, знакомому с основами телевидения и элементами алгебры логики, повторить из­вестные и разработать новые интересные телеигры. Комбинируя серии логичес­ких элементов К133, К134, К136, К155, К176, К555, К561, К564, можно выполнить телеигру любой сложности.

Практика применения любительских игровых приставок показывает, что наи­большей популярностью пользуются игровые ситуации типа " Хоккей" и " Скачки". В игре " Хоккей" определенный интерес вызывает состязание с командой, которая автоматически управляется устройством, находящимся внутри приставки. Управ­ляющая программа может быть построена таким образом, что " электронная" команда быстро распознает слабого или сильного противника и в зависимости от этого строит сврю игру. В игре " Скачки" могут выполнять " заезд" одновременно до четырех наездников. Стремительное развитие действия, звуковые эффекты, азарт гонки — все это делает игру зрелищной и динамичной.

В основу брошюры положен практический опыт, приобретенный автором при создании и отработке данных игр. В брошюре дается не только описание схемотех­нических решений игровых устройств, но и описание работы отдельных логических схем и вспомогательных узлов. Это облегчает использование брошюры читателям, недостаточно подготовленным в области цифровой техники. Как правило, боль­шинство узлов, выполненных на цифровых микросхемах, налаживания не требуют.

Учитывая многочисленные пожелания читателей, во втором издании книги под­робней рассмотрены вопросы налаживания как отдельных узлов, так и приставок в целом.

Телевизионные игры являются первым, начальным шагом в освоении радиолю­бителями цифровой техники.и в дальнейшем значительно облегчат понимание ра: боты игровых компьютерных программ. Познакомившись с книгой, радиолюби­тели смогут не только повторить описанные конструкции, но и заняться самостоя­тельным творчеством.

 

Комбинационные устройства

Логический элемент НЕ (инвертор) (рис. 1). Инвертор имеет один вход X и один выход Y. Сигнал на его выходе всегда противоположен входному.

Логический элемент И-НЕ (рис. 2). Элемент И-НЕ может иметь два и более входов и один выход. Напряжение низкого уровня (состояние логического нуля) существует на выходе только при напряжениях высокого уровня (состояниях ло­гических единиц) на всех его входах. При наличии на любом входе хотя бы одного напряжения низкого уровня на выходе будет напряжение высокого уровня. Эле­мент И-НЕ часто используется как схема совпадения сигналов. На рис. 3 в ка­честве примера приведена схема совпадения двух сигналов - сигнала шайбы 1)ш и сигнала игрока ии при игре в " Хоккей", и временная диаграмма работы схемы совпадения.

Логический элемент И-ИЛИ-НЕ (рис. 4). Элемент И-ИЛИ-НЕ в общем слу­чае состоит из нескольких элементов И, многовходового элемента ИЛИ и инверто­ра. При совпадении положительных сигналов на каком-либо элементе И элемент И — ИЛИ — НЕ переключается в нуль вне зависимости от состояния уровней на ос­тальных входах,

               

Рис. 1. Условное изображение эле­мента НЕ и его таблица истинности

Рис. 2. Условное изображение двух-входового элемента И — НЕ и его таблица истинности

Рис. 3. Пример построения схемы совпадения двух сигналов и временная диаграм­ма ее работы

Рис. 4. Условное изображение элемен­та И — ИЛИ — НЕ и его таблица истин­ности

Рис. 5. Условное изображение, цоколевка и таблица истинности дешифратора К134ИД6

Дешифратор (рис. 5). Дешифратор представляет собой устройство, преобразую­щее совокупность сигналов на входах (входной вход) в импульс на одном из выходов (выводы 16 и 8 не несут логической информации). В частности, для телеви­зионных игр дешифратор преобразует входной параллельный четырехразрядный код в код десятичной системы счисления. Особенность рассматриваемого дешифра­тора заключается в том, что его входы прямые, т.е. для правильной работы на вход необходимо подать положительные сигналы, соответствующие напряжению высо­кого уровня, в то время как сигнал на выходе инверсный, т.е. соответствует на­пряжению низкого уровня.

Рис. 6. Условное изображение, цоколевка и таблица истинности мультиплексора типа К134КП10

Рис. 7. Схема устройства сравнения кодов двух чисел и его таблица истинности

 

Мультиплексор (рис. 6). Мультиплексор - устройство, коммутирующее не­сколько входных сигналов на один выходной канал. Мультиплексор имеет восемь информационных входов, три адресных входа и один инверсный выход (выводы 4 и 11 не несут логической информации). В зависимости от адресного набора сиг­нал только одного выбранного входа проходит на выход мультиплексора. Наибо­лее эффективно мультиплексоры могут быть применены в знаковых генераторах игровых приставок для развертки сигналов логической матрицы по оси телеви­зионного растра.

Рис. 8. Логическая структура (а), условное изображение (6) и таблица состоя­ний асинхронного RS -триггера на элементах И — НЕ

Устройство сравнения кодов (рис. 7). Работу одноразрядного устройства срав­нения кодов на микросхемах К136ЛАЗ и К136ЛР1 удобно проследить по таблице истинности. Микросхема К155ЛП5 (К133ЛП5) содержит четыре таких устройства, однако ее применение ограничено из-за относительно значительного потребления мощности. В телевизионной игре " Скачки" использованы шестиразрядные устрой­ства сравнения.

 

Триггеры

 

Триггер представляет собой устройство, состоящее из ячейки памяти с ло­гическими схемами управления. Схемы управления преобразуют входную информацию в комбинацию сигналов, под воздействием которых триггер принимает одно из двух устойчивых состояний, в каждом из которых он может находиться сколь угодно долго, пока не произойдет смена информации на его входах. Более подроб­но триггеры описаны в [8].

RS -триггер (рис. 8). Асинхронный RS-триггер выполнен на двух элементах И — НЕ, замкнутых в кольцо. Два устойчивых состояния обеспечиваются в резуль­тате связи выхода каждого элемента с одним из входов другого. Свободные входы служат для управления триггером и называются информационными: вход S — это вход установки триггера в состояние логической единицы, а вход R — вход уста­новки триггера в состояние логического нуля. Входы инверсные, т.е. для измене­ния состояния триггера на один из входов подается напряжение низкого уровня. Выходов у RS-триггера также два: прямой (единичный) Q и инверсный (нулевой) Q. Таблица состояний RS-триггера приведена на рис. 8, в. Следует отметить, что наличие напряжений низкого уровня на обоих входах триггера данного типа явля­ется запрещенной комбинацией, так как состояние триггера для этого случая пос­ле снятия сигналов будет неопределенным.

В телевизионных играх часто используется разновидность RS-триггера, выпол­ненного на микросхемах D1 (К136ЛАЗ) и D2 (К136ЛН1) (рис. 9). Триггер уста­навливается в состояние логической единицы в момент совпадения сигналов xw х2 на элементе D1.1. В исходное состояние триггер возвращается импульсом, сформированным по срезу входного отрицательного импульса х3. С прямого выхода триггера снимается положительный импульс требуемой длительности.

D -триггер. Характерная особенность D-триггера — наличие у него лишь одного информационного входа. Сигнал на выходе триггера в текущем такте повторяет значение сигнала на входе D в предыдущем и сохраняет его до следующего такта. Другими словами, D-триггер задерживает на один такт информацию на входе D.

Рис. 9. Принципиальная схема RS -триггера, часто применяемого в телевизионных играх, и временная диаграмма его работы

Рис. 10. Условное изображение комбинированного D -триггера и временная диаграм­ма его работы

Рис. 11. Схема соединения D -триггера для работы в счетном режиме и его времен­ная диаграмма

 

Условное обозначение комбинированного D-триггера типа К136ТМ2 приведено на рис. 10. Триггер данного типа помимо информационного входа D имеет динами­ческий тактовый вход С (вход синхронизации). Входы S и R — входы асинхронной установки D-триггера в единичное и нулевое состояние. Управление по входам S и R ничем не отличается от аналогичного управления в асинхронном RS-триггере. В телевизионных игровых приставках D-триггер используется исключительно в счетном режиме. Счетный режим достигается в результате соединения D-входа с инверсным выходом триггера. При этом каждый импульс на входе синхронизации будет вызывать изменение состояния триггера, поскольку сигнал на входе D будет всегда противоположен сигналу на единичном выходе. Схема включения D-триггера в счетный режим и временная диаграмма его работы приведены на рис. 11. Счетный триггер является счетчиком с коэффициентом пересчета 2 или, что то же самое, де­лителем частоты на 2.

Рис. 12. Условное изображение и временная диаграмма работы комбинированного JK -триггера

JK -триггер. JK-триггер является универсальным. Условное обозначение комби­нированного JK-триггера на микросхеме типа К136ТВ1 приведено на рис. 12. Вхо­ды S и R — асинхронные установочные, подобные установочным входам в D-триг-гере (см. рис. 10). При наличии сигнала на входе синхронизации (вход С) входы J, объединенные по схеме И, играют роль входа S, а входы К, также объединенные по схеме И, — роль входа R. Запись по входам J и К производится по срезу импульса синхронизации. При наличии единичных сигналов на входах J и К сигнал на входе синхронизации инвертирует выходное состояние JK-триггера. Так, если на выходе JK-триггера было состояние логического нуля, то после действия сигнала синхро­низации на данном выходе установится логическая единица и наоборот.

Счетчики

Двоичный четырехразрядный счетчик (рис. 13). Счетчик импульсов (де­литель частоты) — это устройство, предназначенное для счета числа импульсов, по­ступающих на его вход. Счетчик, выполненный на микросхеме К133ИЕ5, состоит из отдельного триггера со счетным входом и трех последовательно соединенных таких же триггеров, образующих счетчик с коэффициентом пересчета 8. Если со­единить выводы 12 и 1, то можно получить счетчик с коэффициентом пересчета 16, работающий в коде 1 — 2 — 4 — 8. Триггеры счетчика устанавливаются в состояние нуль при подаче положительных сигналов на входы Ro счетчика (выводы 2, 3). Полярность входных счетных импульсов, подаваемых на входы С1 и С2, положи­тельная. Триггеры счетчика переключаются по срезу входных счетных импульсов.

Рис. 13. Условное изображение двоичного четырехразрядного счетчика и временная диаграмма его работы

 

Двоично-десятичный четырехразрядный счетчик (рис. 14). Счетчик выполнен на микросхеме К133ИЕ2 и состоит из отдельного счетного триггера и трех последова­тельно соединенных таких же триггеров с обратными связями, образующих счет­чик с коэффициентом пересчета 5. При объединении выводов 12 и 1 счетчик обеспе­чивает коэффициент пересчета 10. Счетчик устанавливается в состояние логическо­го нуля при подаче на входы Ro (выводы 2, 3) напряжения высокого уровня (ло­гической единицы). Установка счетчика в состояние 1001 в телевизионных играх не используется. Полярность входных счетных импульсов на входах С1 и С2 поло­жительная. Счетчик работает в коде 1 — 2 — 4 — 8.

Четырехразрядный двоичный реверсивный счетчик (рис. 15).Счетчик выполнен на микросхеме К133ИЕ7. Он работает в коде 1 — 2 — 4 — 8 с коэффициентом деления 16. В отличие от рассмотренных ранее счетчиков, данная микросхема имеет боль­шее число входов и выходов. Вход Ro служит для установки счетчика в исходное (нулевое) состояние. На вход С при этом должно быть подано напряжение высоко­го уровня. Установка счетчика в состояние логического нуля производится при по­даче положительного сигнала на вход R,,. В остальное время работы на входе R,, должно быть напряжение низкого уровня. Предварительная запись в счетчик любо­го числа от 0 до 15 по входам D1, D2, D4, D8 (D8 — старший разряд) возможна при подаче на вход С отрицательного импульса.

 

 

Рис. 14. Условное изображение двоично-десятичного счетчика и временная диаграм­ма его работы

Рис. 15. Условное изображение и временная диаграмма работы двоичного реверсив­ного счетчика

 

Режим предварительной записи используется в игровой приставке " Скачки" для установки изображений лошадей на линию старта. Прямой счет происходит при подаче отрицательных импульсов на вход +1. На входах — 1 и С при этом долж­ны быть единичные сигналы. Триггеры счетчика переключаются по срезам входных импульсов. Одновременно с каждым 16-м импульсом на выходе > 15 формируется отрицательный импульс, который может подаваться на вход +1 следующего счет­чика. При обратном счете входные импульсы подают на вход — 1 (при единичных уровнях на входах +1, С), а выходные импульсы снимают с выхода < 0.

Рис. 16. Принципиальная схема и условие изображения шестиразрядного реверсив­ного счетчика

Рис. 17. Условное изображение и временная диаграмма работы компаратора

 

В телевизионной приставке " Скачки" используются шестиразрядные реверсив­ные счетчики (рис. 16). Функционирование шестиразрядного счетчика ничем не отличается от рассмотренного ранее счетчика на микросхеме К133ИЕ7.

 

Компараторы

 

Помимо цифровых микросхем в игровой приставке " Хоккей" примене­ны компараторы, выполненные на микросхеме К521САЗ (рис. 17). Напряжение питания компаратора +5 В соответствует напряжению питания цифровых микро­схем, а его выходные напряжения соответствуют стандартным логическим уров­ням (нуль и единица) рассмотренных микросхем. Компаратор имеет два входа (инвертирующий и неинвертирующий) и один выход. Инвертирующий вход обоз­начен знаком —, а неинвертирующий — знаком +. Напряжение на выходе компара­тора принимает значение логического нуля или единицы в зависимости от того, пре­вышает ли входное напряжение (в данном случае на входе — ) опорное (на вхо­де +). Подробнее работа компараторов рассмотрена в [9, 10].

 

Генераторы сигналов

 

На рис. 18 показана схема задающего генератора тактовой частоты 1 МГц, используемого в синхрогенераторе игровых приставок. Выбором сопротивлений резисторов R1, R2 определяется требуемое положение рабочей точки логических элементов D1.1, D1.2. Положительная обратная связь достигается при подключении кварцевого резонатора В1 между входом первого и выходом второго инверторов. Импульсная последовательность частотой следования 1 МГц с выхода инвертора D1.2 подается на буферный элемент D1.3 и далее на каскады деления частоты.

Конденсатор С1 отфильтровывает высокочастотные колебания на фронтах и срезах импульсов, обусловленные высшими гармониками. При использовании эле­ментов, отличных от приведенных в схеме, необходимо подобрать сопротивления резисторов R1, R2 для получения устой­чивой генерации задающего генератора.

На рис. 19 приведена схема генератора звуковой частоты, использованного в телевизионной игре " Скачки". Основное достоинство генератора — малое (не более 1, 5%) изменение частоты генерации при изменении напряжения питания на +10%. На рис. 19 приведена также диаграмма напряжений в его характерных точках (в точке а и на выходе генератора). Процесс генерации удобно рассмотреть, начи­ная с момента зарядки конденсатора С1. При этом транзистор VT1 открыт и напря­жение на его коллекторе близко к нулю, на выходе инвертора D1.1 — напряжение высокого уровня, а на выходе инвертора D1.2 — напряжение низкого уровня. Кон­денсатор С1 заряжается выходным током инвертора D1.1 через параллельно соеди­ненные транзистор VT1 и резистор R1. По мере зарядки конденсатора С1 напряже­ние на нем экспоненциально возрастает, а ток через него по такому же закону уменьшается. При достижении определенного базового тока транзисторVT1 выхо­дит из насыщения, и как только напряжение на его коллекторе станет равным пороговому напряжению элемента D1.1, элемент переключится и на выходе инвер­тора D1.2 установится напряжение высокого уровня.

Рис. 18. Принципиальная схема задающе­го генератора тактовой частоты

Рис. 19. Принципиальная схема и диаграмма напряжений генератора звуковой частоты

 

При прохождении фронта импульса через конденсатор С1 на базе транзистора VT1 образуется отрицательный перепад напряжения, который и закрывает транзис­тор. Разрядка конденсатора С1 в основном происходит через резистор R1 за счет выходного тока инвертора D1.2. Как только напряжение на базе транзистора VT1 (точка а) станет достаточным для открывания, транзистор откроется. Состоя­ние элементов D1.1 и D1.2 изменится, и вновь начнется зарядка конденсатора С1. В дальнейшем цикл повторяется.

Время зарядки и время разрядки, определяющие период и длительность им­пульсов, подсчитывают по приближенным формулам:

t3=3, 5*10-3 C1, tp=6*10-7 R1C1,

где1, мкс; С, пф; R, Ом.

На рис. 20 показана схема генератора радиочастоты, настроенного на четвер­тый телевизионный канал. Генератор может быть применен в случае подключения игровой приставки непосредственно через антенное гнездо телевизора. Селектор каналов при этом также должен быть настроен на четвертый канал. Генератор час­тоты собран на транзисторе VT1. Частоту генерации устанавливают с помощью ла­тунного сердечника катушки L2. Модулирующий сигнал канала изображения по­дается через конденсатор С4 и резистор R4 в цепь эмиттера транзистора VT1, уп­равляя его эмиттерным током.

Рис. 20. Принципиальная схема генератора радиочастоты

 

В генераторе: дроссель L1 — стандартный; катушка L2 выполнена на каркасе диаметром 8 мм и содержит пять витков посеребренного провода без изоляции диаметром 0, 6 мм с шагом намотки 1, 5 мм; катушка связи L3 намотана поверх катушки L 2 и имеет два витка провода ПЭЛШО-0, 15.

При налаживании генератора необходимо подобрать сопротивление резистора R4 и- емкости конденсаторов С5, Сб.

 

Расширители импульсов

 

На рис. 21 показана схема формирователя относительно длинных импульсов (одновибратора) и его временная диаграмма работы. Одновибратор выполнен на двух элементах И — НЕ. Его особенность — большое сопротивление резистора R3, выбираемое из условия

R > U ПОР I пор ВХ

где Unop — пороговое напряжение логического элемента (около 1, 8 В), a IПОPВХ < < 1, 6мА.

В исходном состоянии на выходе элемента D1.1 напряжение низкого уровня, а на выходе элемента D1.2 напряжение высокого уровня. По срезу входного по­ложительного импульса дифференцирующая цепь С1, R1, R2 формирует корот­кий отрицательный импульс, который переключает элемент D1.1. Отрицательный перепад напряжения на выходе элемента D1.2 передается через конденсатор С2 на второй вход D1.1 и поддерживает на выходе этого элемента напряжение высокого уровня. Перезарядка конденсатора С2 происходит через параллельно включенные элемент D1.1 и резистор R3. В определенный момент времени элемент D1.1 откры­вается, а элемент D1.2 закрывается, после чего наступает стадия восстановления одновибратора.

Недостаток этого одновибратора — значительная зависимость длительности импульсов на выходе от температуры и напряжения питания. Длительность форми­руемых импульсов почти линейно уменьшается на 0, 8% при росте температуры на 1°С и на 5% при изменении напряжения питания на 10%. Одновибратор применя­ется в неответственных узлах игровых приставок.

Рис. 21. Принципиальная схема и временная диаграмма работы простого одно­вибратора

 

Высокую стабильность выходных импульсов и широкий диапазон изменения длительности обеспечивает одновибратор с транзисторным ключом, схема которо­го приведена на рис. 22. При изменении напряжения питания на +10% изменение длительности импульсов не превышает 1, 5 и 0, 5% при росте температуры на 10° С.

Рис. 22. Принципиальная схема и временная диаграмма работы стабильного одно­вибратора

 

В исходном состоянии конденсатор С1 заряжен, транзистор VT1 открыт, инвер­тор D1 закрыт. Во время действия входного положительного импульса инвертор D1 открывается, и на выходе формируется напряжение низкого уровня. Отрицательный перепад напряжения с выхода D1 передается через конденсатор С1 на ба­зу транзистора VT1 и закрывает его. Перезарядка конденсатора С1 происходит че­рез резистор R1 и выходное сопротивление инвертора D1. В течение этого времени на выходе D1 поддерживается напряжение низкого уровня. Длительность выход­ного импульса определяется по формуле

tl 1 < < 0, 6 R 1 C 1,

где R1, кОм; С1, мкФ; tu, мс.

Как только напряжение на базе станет равным напряжению открывания тран­зистора VT1, он открывается и на выходе элемента D1 устанавливается напряже­ние высокого уровня. На этом процесс формирования импульса заканчивается. Изменяя сопротивление резистора R1, можно варьировать длительность выходно­го импульса, что и используется, в частности, при формировании изображения игроков в игре " Хоккей". (Штриховой линией обозначен выходной импульс при минимальном сопротивлении резистора R1.)

 

 

Рис. 24. Принципиальная схема формирователя коротких импульсов на элементах И — НЕ и временная диаграмма его работы

Рис. 25. Принципиальная схема универсального формирователя коротких импуль­сов и временная диаграмма его работы

Рис. 26. Принципиальная схема формирователя импульсов с запуском от кнопоч­ного переключателя и временная диаграмма его работы

 

Логические формирователи коротких импульсов позволяют изменять длитель­ность выходного сигнала. На рис. 24 представлена схема формирователя на элементах И — НЕ. В исходном состоянии в отсутствие входного сигнала на выходах элементов D1.1 и D1.2 поддерживается напряжение высокого уровня. В момент появления положительного перепада напряжения переключается элемент D1.2, а элемент D1.1 переключается с задержкой, обусловленной разрядкой конденса­тора С1. По мере разрядки конденсатора С1 напряжение на входе элемента D1.2 (вывод 4) становится меньше порогового, и на выходе D1.2 вновь устанавливает­ся напряжение высокого уровня. Длительность сформированного импульса можно увеличивать, увеличивая время разрядки конденсатора С1. Формирователь выра­батывает импульсы длительностью от 20 не до десятых долей миллисекунды. Дли­тельность импульса можно рассчитать по формуле

T И = 0, 1 С1

где tИ, не; С1, пф.

На рис. 25 показаны схема универсального формирователе коротких импуль­сов и его временная диаграмма. Длительность выходных импульсов может сос­тавлять от 90 не до нескольких миллисекунд. Особенностью устройства является включение диода VD1 и конденсатора С1. В отсутствие сигнала элементы D1.1 и 01, 2 закрыты, конденсатор С1 заряжен, диод V01 открыт. В момент прихода по­ложительного перепада на выходе элемента 01.2 устанавливается напряжение низкого уровня, а на выходе D1.1 держится напряжение высокого уровня, обус­ловленное разрядкой конденсатора С1 через входное сопротивление элемента D1.1, так как диод VD1 в это время закрыт входным сигналом. Конденсатор С1 разряжается в этом случае гораздо медленнее, чем в схеме на рис. 24. В даль­нейшем элемент D1.2 опять переключается. На выходе формируется короткий от­рицательный импульс, длительность которого определяется по формуле

t и =10 C 1,

где tИ нc; С1, пф.

 

В телевизионных играх управление часто осуществляется с помощью кнопоч­ных переключателей. При срабатывании механических контактов таких переклю­чателей происходит дребезг контактов, т.е. многократный переход в течение ко­роткого времени из замкнутого состояния в разомкнутое. Это приводит к фор­мированию пачки импульсов вместо требуемого одиночного импульса, что в боль­шинстве случаев недопустимо. Для исключения этого неприятного явления ис­пользуют формирователи одиночных импульсов с запуском от кнопочного пере­ключателя. Такой формирователь может быть выполнен по схеме, приведенной на рис. 26.

На элементах D1.1, D1.2 выполнен " укоротитель" импульсов, на элементах D1.3, D1.4 — асинхронный RS-триггер. При нажатии переключателя ST его контак­ты размыкаются, на входе элемента D1.1 устанавливается напряжение высокого уровня, а " укоротитель" формирует серию коротких импульсов, первый из кото­рых устанавливает RS-триггер в единичное состояние. Дальнейшее удерживание переключателя в разомкнутом состоянии не изменяет состояние триггера. Конден­сатор С1 в этот промежуток времени устраняет возможные импульсные помехи по входу элемента D1.1. При отпускании переключателя S1 также проходит серия импульсов, но RS-триггер продолжает находиться в состоянии логической едини­цы, В исходное состояние он возвращается импульсом " Уст. О", который выраба­тывается значительно позже момента отпускания переключателя. Если же, наобо­рот, импульс " Уст. О" опережает момент отпускания (при длительном удержива­нии S1 в нажатом состоянии), то триггер успевает вернуться в нулевое состояние и при отпускании переключателя происходит повторный запуск. Временная диа­грамма работы устройства при коротком цикле нажатия-отпускания переключа­теля S1 показана на рис. 26.

 

Блок питания

 

Принципиальная схема блока питания, предназначенного для использо­вания в телевизионных игровых приставках, приведена на рис. 27. Блок питания состоит из трансформатора Т1, двух выпрямителей на диодах VD1 — VD4 и VD5 — VD8, стабилизатора отрицательного напряжения -5, 6 В на транзисторе VT1 и стабилизатора положительного напряжения +5 В на транзисторах VT2, VT3. Источ­ник питания микросхем игровых приставок обеспечивает напряжение 5 В при то­ке 600 мА с уровнем пульсаций не более 10 мВ. Стабилизатор напряжения 5 В за­щищен от перегрузок и короткого замыкания в нагрузке. Ток срабатывания за­щиты определяется сопротивлением резистора R2 и равен примерно 1 А. Высокая эффективность стабилизации напряжения 5 В обусловлена применением дополни­тельного источника — 5, 6 В для питания стабилитрона VD9. Регулировка блока питания заключается в установке напряжения 5 В на выходе блока при токе 600 мА резистором R4.

В блоке питания использован унифицированный трансформатор Т1 ТС-25. Его можно изготовить самостоятельно, намотав на сердечнике ШЛ16Х32. Обмотка I содержит 1350 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0, 31, обмотки II и III по 50 витков того же провода диаметром 0, 62. В блоке питания применены также кон­денсаторы С1, СЗ, С4 типа К50-6, резистор R4 СП5-2.

При использовании блока питания следует учитывать, что ток потребления иг­ровой приставки " Хоккей" составляет около 200 мА, а приставки " Скачки" — 550 мА, поэтому должно быть предусмотрено переключение источника питания при переходе с одной игры на другую.

При применении транзистора VT2 другого типа, возможно, потребуется подбор резистора R3. Транзистор VT2 должен быть установлен на радиаторе с эффектив­ной площадью охлаждения не менее 150 см2.

Рис. 27. Принципиальная схема блока питания

          

Рис. 28. Логическая схема формирования вертикальной и горизонтальной линий

Рис. 29. Принцип формирова­ния вертикальной и горизон­тально й линий

 

Синтез телевизионных изображений осуществляется с применением наборов (сеток) сигналов X и Y (линейныецифровые развертывающие функции). Такие сетки вырабатывают двоичные счетчики, работающие без перекодировки внутрен­них состояний.

На рис. 28 поясняется принцип формирования одной вертикальной и одной горизонтальной линии. Как видно из рисунка, двоичный счетчик формирования сетки сигналов по горизонтали производит последовательный счет тактовых им­пульсов, двоичный счетчик формирования сетки сигналов по вертикали — анало­гичный счет строчных синхроимпульсов. Использование построчной (прогрессив­ной) развертки с числом строк, равным 312, значительно упрощает реализацию синтезирующего устройства, практически без снижения качества изображения.

Таким образом, выбор соответствующего набора сигналов х определяет поло­жение вертикальной линии по горизонтали, а выбор сигналов у — положение го­ризонтальной линии по вертикали. На рис. 29 приведена логическая схема форми­рования вертикальной и горизонтальной линий.

Формирование знаков

 

Любой знак самой сложной конфигурации можно представить как фи­гуру, состоящую из большого числа одинаковых дискретных элементов. Форма элементов в общем случае может быть произвольной, однако в телевизионных иг­рах применяют прямоугольные (близкие к квадрату) элементы изображения. Рассмотрим принцип формирования какой-либо фигуры на прямоугольном участке растра, например изображения лошади с наездником (рис. 30). Разобьем весь участок на девять равных частей по горизонтали и на шесть частей по вертикали. Полученный таким образом участок будет состоять из 54 элементов. Для форми­рования изображения из полученных элементов необходимо иметь девять первич­ных сигналов по горизонтали т0 — тв, которые на телевизионном растре проявля­ются в виде вертикальных полос. Аналогичные сигналы вертикальной дискретиза­ции обозначим через р0 — ps. На растре они проявляются в виде горизонтальных полос.

Рис. 30. Принцип формировании изображении лошади с наездником

 

На рис. 30 показаны временные диаграммы четырехразрядной сетки частот го­ризонтальной и трехразрядной сетки частот вертикальной дискретизаций. Из рисун­ка видно, что для формирования любого элемента необходимо произвести логи­ческое умножение импульсов горизонтальной и вертикальной дискретизаций. Вы­полнить умножение можно с помощью логических элементов И (комплекс И — НЕ, НЕ). Логическое выражение элемента изображения имеет вид " 1" = р0т0, " 2" — Рот,....." 54" -р5т8.

Рис. 31. Структурная схема формирования фигуры на участке телевизионного растра

 

Изображение фигуры (знака) на выбранном участке формируется с помощью логического сложения на элементе ИЛИ (комплекс ИЛИ — НЕ, НЕ). Таким обра­зом, фигура, показанная на рис. 30, может быть сформирована следующим об­разом: F=70 140 150 170 180 200 21 ©22 ©23 ©24 ©25 027 0 0 28 © 31 © 32 © 33 © 34 © 39 © 44 © 47 © 54 (знак © означает логическое суммирование). Первичные сигналы горизонтальной т0 — т8 и вертикальной Ро ~Ps дискретизаций получают с помощью счетчиков D1, D3, запускаемых такто­выми импульсами х0 и у„, и дешифраторов D2, D4 (рис. 31). Изображение форми­руется двухкоординатной логической матрицей D5, содержащей элементы И, число которых равно числу элементов формируемой фигуры (в нашем случае 21). Пол­ное изображение формируется на элементах ИЛИ (микросхема D6). Структура такой матрицы с элементами ИЛИ приведена на рис. 32. Если импульсы горизон­тальной дискретизации периодически повторяются, то матрица будет выдавать повторяющееся изображение лошади с той же периодичностью. Аналогично строят­ся матрицы и для других знаков.

Следует отметить, что матричный способ формирования телевизионных изобра­жений нельзя считать экономичным, так как формирующая матрица даже для сравнительно несложного изображения получается громоздкой, обладает информа­ционной избыточностью. В данном случае для построения матрицы необходимо ис­пользовать 15 микросхем с логикой И-НЕ, ИЛИ-НЕ и НЕ.

 

Рис. 32. Функциональная схема логиче­ской матрицы знакогенератора

 

Рассмотрим возможности сокращения избыточности. Во-первых, можно объ­единить ряд элементов в более крупные элементы изображения. Это ряды эле­ментов изображения с 20 по 25 и с 31 по 34 (см. рис. 30). Дальнейшее упрощение матрицы возможно из-за особенностей вывода информации на телевизионный растр, состоящих в том, что в кинескопе луч движется последовательно слева на­право и сверху вниз. Поэтому, чтобы получить изображение фигуры в выбран­ном участке растра, не обязательно формировать сигналы р0 — ps вертикальной дискретизации. Достаточно в матрице сформировать сигналы отдельных строк фигуры, а развертку по вертикали произвести на последней стадии с помощью двоичного кода, снимаемого со счетчика вертикальной дискретизации. Дешифра­тор D4 (см. рис. 31) в этом случае не ну­жен, и матрица приобретает вид, показан­ный на рис. 33. Дешифратор D2, пока­занный на рис. 31, должен выдавать не прямой, а инверсный набор сигналов me -m8.

Рис. 33. Принципиальная схема синтезированной ло­гической матрицы

 

Итак, при оптимальном проектировании устройств вывода изображений на те­левизионный растр технические затраты можно уменьшить в 3 раза (сократить число микросхем до четырех).

 

Рис. 35. Схема формирования сигнала изображения

 

Рис. 36. Схема доработки блока БРК-3 телевизоров УЛПЦТ (И)-59/61-11 для подключения игровой приставки (черно-белый вариант)

 

Таблица 1

Номер входа

Цвет

Рис. 37. Функциональная схема устройства формирования цветовых сигналов

Рис. 38. Схема доработки телевизоров УПИЦТ-61-2 для подключения телевизион­ных игр с цветным изображением

 

Схема соответствующей доработки телевизоров УПИМЦТ-61-2 с торговыми ин­дексами Ц-201, Ц-202, Ц-208 приведена на рис. 38. Гнездовую часть Х1 размещают на месте, предназначенном для дистанционного управления громкостью, а переклю­чатель S1 — на месте гнезда " Сигнал изображения". В первом положении переклю­чателя S1 (в котором он показан на схеме) ведется прием телевизионных передач, во-втором — на экране формируется черно-белое изображение игры, а в третьем — цветное. Во втором положении регуляторами телевизора можно изменять яркость и контрастность изображения. При цветном изображении игр регуляторы не дей­ствуют, а яркость зависит от сопротивления, резисторов R1 — R3. Уменьшая их сопротивление, можно увеличить яркость изображения, правда, при ухудшении фокусировки. Резисторы R1 — R3 обеспечивают номинальный режим работы ми­кросхем, установленных в модуле AS8.

Использовать для цветных телеигр телевизоры УЛПЦТ (И)-59/61 не рекомен­дуется из-за узкой полосы пропускания их видеоусилителей.

 

Синхрогенератор

 

Синхрогенератор является основным времязадающим! звеном игровых приставок. Он предназначен для обеспечения синхронной работы всех узлов теле­визионной игры, а также для сопряжения приставки с телевизором. Типовая схема синхрогенератора содержит задающий генератор, делители частоты и формирую­щие логические устройства.

Рис. 39. Принципиальная схема синхрогенератора

 

Частота задающего (тактового) генератора (в мегагерцах) определяется тре­буемым числом элементов разложения по горизонтали и составляет FTaKT=q/H (Н = 64мкс — длительность строки, q — число элементов разложения на одной строке). В телевизионных играх допускается использовать упрощенное выражение: FTaKT = FCTp-2n(n =1, 2, 3 и т.д.), FCTp=15625rU. Исходя из этих соотношений получаем наиболее приемлемую сетку частот, соответствующих различному чис­лу элементов разложения по строке: FTaKT = 1 МГц при q = 64, FTaKT=2 МГц при q=128. В обоих случаях обеспечивается изображение с достаточно высокой разре­шающей способностью. Учитывая особенности описанных игр, выбрана тактовая частота, равная 1 МГц.

Синхросмесь может состоять только из строчных и кадровых синхронизирую­щих импульсов, а уравнивающие и гасящие импульсы можно исключить, что не повлечет за собой ухудшение работы развертывающих устройств в телевизоре. Как известно, растр при чересстрочной развертке содержит нечетное число строк — 625. Для телевизионных игр вполне достаточно, еопи синхрогенератор позволяет получать построчную развертку с числом строк, равным 312. Высокая стабильность тактовой частоты должна обеспечиваться применением кварцевой стабилизации. Синхрогенератор должен также давать развертывающие функции горизонтальной и вертикальной дискретизаций растра.

Рис. 40. Цифровая развертывающая функция с горизонтальной (э) и вертикальной (б) дискретизациями

 

Схема синхрогенератора, отвечающая перечисленным требованиям, приведена на рис. 39. Генератор тактовой частоты 1 МГц выполнен на элементах D1.1, D1.2. С выхода буферного элемента D1.3 сформированные импульсы поступают на счет­чик D2, который делит тактовую частоту на восемь. С выхода счетчика D2 импуль­сы с частотой следования 125 кГц подаются на вход счетчика D3, делящего часто­ту на 16. На элементе D6.1 формируются строчные синхроимпульсы с частотой 15625 Гц отрицательной полярности длительностью 4 и периодом повторения 64 мкс. С выхода счетчика D3 импульсы с частотой следования FСТР /2 поступают на счетчики D4, D5, соединенные последовательно, с общим коэффициентом деле­ния, равным 156. Коэффициент деления задается с помощью элемента D6.2. Поло­жительный импульс сброса с выхода инвертора D1.4 подается на входы R0 счет­чиков D4, D5, приводя их к нулевому состоянию. Одновременно сигнал с выхода элементов D6.2 поступает на один из входов RS-триггера на элементах D7.3, D7.4, устанавливая его в исходное состояние. Запуск RS-триггера производится импуль­сом, сформированным на элементе D7.2. На прямом выходе триггера вырабаты­ваются кадровые синхроимпульсы отрицательной полярности длительностью 192 мкс и периодом следования 20 мс. На элементе D7.1 кадровые и строчные синхроимпульсы смешиваются.

Рис. 41. Синхросмеси. Структура и основные временные соотношения

 

Элементы D1.5, D1.6, D10.1, D10.2 и микросхемы D8, D9 формируют инверс­ные сетки частот вертикальной и горизонтальной дискретизаций растра. Положи­тельные сигналы развертывающей функции горизонтальной дискретизации растра снимаются непосредственно с выходов сетчиков D2, D3. Эти сигналы показаны на рис. 40, а. Прямые сигналы развертывающей функции вертикальной дискретизации снимаются с выходов счетчиков D4, D5 (рис. 40, 6). Следует отметить, что на вы­ходе синхрогенератора присутствуют все переменные по х и у, но на рис. 40 пока­заны наборы только таких частот х и у, которые непосредственно принимают учас­тие в формировании сигналов изображения двух игр. На рис. 41 приведены струк­тура и временные соотношения синхросмеси, сформированной на выходе элемента D7.1 (КИ, СИ — соответственно кадровые и строчные импульсы).

При правильном монтаже и исправных микросхемах синхрогенератор налажи­вания не требует.

 

ТЕЛЕВИЗИОННАЯ ИГРОВАЯ ПРИСТАВКА" ХОККЕЙ"

Формирователь площадки

 

Синхрогенератор вырабатывает сетки частот горизонтальной и вертикаль­ной дискретизаций растра. При расположении оси х вдоль строки растра, а оси у перпендикулярно ей местоположение любой вертикальной линии определяется выбранным набором прямых и инверсных сигналов х, — х6, а любой горизонталь­ной линии - набором прямых и инверсных сигналов У3в (см. рис. 38, 39). Принципиальная схема формирователя площадки приведена на рис. 44. На элементе D1 выделяется средняя прерывистая линия, делящая поле на две при­мерно равные части. Линия прерывается при подаче на один из входов микро­схемы D1 сигнала у3. Левая вертикальная линия выделяется микросхемой D2, а правая - микросхемой D3. Верхняя горизонтальная линия формируется на эле­менте D11.1 с участием элементов D4, D8. Здесь же, на элементе D11.2, выраба­тывается инверсный сигнал запуска знакового генератора — импульс ЗП. Нижняя горизонтальная линия формируется элементом D5. Ограничение линий слева и спра­ва производит RS-триггер, выполненный на элементах D6.3, D6.4. Триггер запус­кается сигналом левой вертикальной линии с выхода элемента D2 и устанавлива­ется в исходное состояние по импульсу с выхода элемента D3. На элементе D8.2 вырабатывается короткий отрицательный импульс, который поступает на второй вход RS-триггера. Ограничение вертикальных линий сверху и снизу осуществля­ет RS-триггер, выполненный на элементах D6.1, D6.2. Триггер запускается сигна­лом с выхода элемента D11.1. С выхода триггера напряжение высокого уровня по­ступает на элементы D1 — D3 и разрешает формирование вертикальных линий пло­щадки. Сброс триггера в нуль производится импульсом, сформированным по срезу сигнала с элемента D5.

Рис. 44. Принципиальная схема формирователя площадки

 

Ворота формируются RS-триггером на элементах D7.3, O7.4. В исходном состоя­нии на выходе элемента D7.3 имеется высокий уровень напряжения и микросхемы D2, D3 открыты. Как только на элемент D10.2 поступают необходимые сигналы, он формирует отрицательный импульс, переводящий триггер на элементах D7.3, D7.4 в нуль, блокируя элементы D2, D3. В это время формируются ворота. Воз­вращается данный триггер в исходное состояние импульсом, сформированным на элементе D9.1.

Рис. 45. Конфигурация игровой площадки при игре в " Хоккей"

 

Окончательное смешение всех линий производится на элементе D9.1. С вы­хода этого элемента сигнал подается на инвертор D12.2 и далее на устройство суммирования сигналов. Элементы D8.4, D8.5, D8.6, D12.1 выделяют сигналы ле­вой, правой, верхней и нижней линий площадки для узла логических операций.

На рис. 45 показана конфигурация игровой площадки в " Хоккее". По краям площадки приведены сигналы, вырабатываемые соответствующими RS-триггера-ми для ограничения линий. Цифры по краям указывают положение этих сигналов относительно дискретной сетки частот х и у (в частности, относительно сигналов X1 и у3, пронумерованных на рис. 39, 40).

При проверке формирователя площадки с помощью осциллографа следует ру­ководствоваться следующим.

Сигналы любой горизонтальной линии можно просмотреть на экране осцил­лографа, если использовать в качестве сигнала внешней синхронизации строчные синхроимпульсы (можно сигналы синхросмеси). Сигналы любой вертикальной линии можно просмотреть на экране, если в качестве импульсов внешней синхро­низации использовать кадровые синхроимпульсы.

Развертка в обоих случаях должна быть выставлена таким образом, чтобы меж­ду импульсами синхронизации на экране был промежуток в десять клеток. При работе от внешней синхронизации изображение на экране осциллографа неподвиж­но, что удобно при отладке.

Полный сигнал площадки просматривается при внешней синхронизации от кадровых синхроимпульсов. Так как кадровые синхроимпульсы вырабатывают­ся RS-триггером D7.3, D7.4. синхрогенератора (см. рис. 39) и при подключении этого сигнала к гнезду внешней синхронизации осциллографа возможны сбои RS-триггера, то необходимо сигнал кадрового синхроимпульса КИ проинвертиро-вать на буферном элементе (в дальнейшем, после отладки игры, он не использу­ется) и в положительной полярности подать на осциллограф.

Форму площадки и ее местоположение на экране можно изменять, если исполь­зовать другие наборы частот х и у.

Формирователь игроков

 

Принципиальная схема формирователя изображения игроков приведена на рис. 46. Он состоит иэ формирователей горизонтальной и вертикальной состав­ляющих положения игроков на площадке. Вертикальную составляющую выраба­тывают генераторы В1 и В2 соответственно для игроков левой и правой команд. Принципиальные схемы генераторов одинаковы, поэтому рассмотрим процесс формирования, например, вертикальной составляющей для игроков левой команды.

Генератор В1 содержит два одновибратора. Первый одновибратор выполнен на транзисторе А1.1 и элементах D7.2, D7.3. Он запускается кадровыми импульса­ми, приходящими на инвертор D7.2. Длительность импульса, снимаемого с выхода инвертора D7.3, определяет положение игроков по вертикали. Перемещают игро­ков, изменяя сопротивление резистора R4, размещенного в выносном пульте П1, соединенном с приставкой кабелем длиной около 4 м. Разъем Х1 — унифициро­ванный типа СГ-3. Второй одновибратор на элементах D5.3, D5.4 формирует им­пульс, от длительности которого зависит размер игроков по вертикали. Запуска­ется одновибратор срезом импульса с выхода первого одновибратора. С инвер­тора D7.4 положительные импульсы вертикальной составляющей положения пода­ются на микросхемы D1, D2, которые фиксируют положение игроков по горизон­тали. Элемент D1 определяет положение левого защитника, а элемент D2 — левого нападающего.

Аналогично формируются фигуры игроков правой команды. Элемент D3 опре­деляет положение по горизонтали для правого защитника, а элемент D4 — правого нападающего. Перемещают игроков правой команды по вертикали с помощью резистора R6, размещенного в выносном пульте П2. Переключатель S1 показан в положении, когда управление игроками обеих команд ведется с помощью вынос­ных пультов. В другом положении этого переключателя управление игроками пра­вой команды передается электронному устройству. При этом на микросхемы D3, D4 подается сигнал электронного управления ЭУ. На элементе D6.1 суммиру­ются сигналы всех игроков и с выхода D6.1 подаются на другие узлы, в частности, на смеситель сигналов. С элементов D5.1, D5.2 прямые сигналы, соответствующие игрокам левой и правой команд, с выхода формирователя поступают в узел ло­гических операций.

Налаживание формирователя ведется в следующей последовательности: для левой команды сначала подбирают сопротивление резистора R2, чтобы размер иг­роков составлял 20 — 22 строки. Затем резистор R4 устанавливают в положение минимального сопротивления и подбирают сопротивление резистора R3 таким, чтобы игроки не выходили за пределы верхней линии площадки (запрещается устанавливать сопротивления R3 и R8 равными нулю, так как это неизбежно ведет к выходу из строя транзисторов в одновибраторах). После выполнения этой операции резистор R4 устанавливают в положение максимального сопротив­ления и подбирают сопротивление резистора R5 так, чтобы игроки не выходили за пределы нижней горизонтальной линии площадки.

В такой же последовательности ведется настройка игроков правой команды.

Просмотр сигналов с микросхем D1 — D4 возможен на осциллографе от внеш­ней синхронизации импульсами синхросмеси (развертка - десять клеток между строчными синхроимпульсами).

Если при повторении приставки была изменена форма площадки, то это авто­матически требует коррекции положения игроков обеих команд по горизонтали.

 

Формирователь шайбы

 

Принципиальная схема формирователя шайбы показана на рис. 47. Шайба сформирована комбинированным (аналого-цифровым) методом на компарато­рах К521САЗ (К554САЗ). Это позволило, с одной стороны, значительно умень­шить число цифровых микросхем в приставке, поскольку цифровой метод фор­мирования шайбы требует по крайней мере двух семиразрядных реверсивных счетчиков с устройством обслуживания, а с другой — очень просто реализовать изменение скорости движения шайбы, ее размеры и, самое главное, электронное управление игроками правой команды.

Рис. 46. Принципиальная схема формирователя изображения игроков

 

Работу формирователя удобно рассматривать в пределах одного кадра, т.е. одной развертки по вертикали. При появлении кадрового синхроимпульса на вхо­де элемента D3.2 конденсатор С5 быстро разряжается через открытый элемент D3.2 до уровня »0, 6 В. По окончании действия кадрового импульса элемент D3.2 закрывается, и начинается зарядка конденсатора С5 от генератора стабильного то­ка на транзисторе VT2. Напряжение на неинвертирующем входе компаратора А2 линейно возрастает (рис. 47, а). На инвертирующий вход компаратора А2 подано изменяющееся во много раз медленнее напряжение из узла логических операций. В момент равенства напряжений на обоих входах компаратора А2 на его выходе формируется положительный перепад напряжения, по которому запускается фор­мирователь коротких импульсов на элементах D2.4, D2.3. С выхода D2.4 снимается импульс отрицательной полярности длительностью примерно 300 мкс, который, пройдя инвертор 01.2, поступает на устройство совпадения D4.1.

Одновременно с компаратором А2, формирующим вертикальную составляю­щую шайбы, работает компаратор А1, формирующий горизонтальную составляю­щую. Строчные синхроимпульсы, поступающие на вход элемента D3.1, периоди­чески разряжают конденсатор С2. По окончании действия синхроимпульса кон­денсатор заряжается от генератора стабильного тока на транзисторе VT1. На неинвер­тирующем входе компаратора присутствует пилообразное напряжение с частотой следования строчных синхроимпульсов (рис. 47, 6). Напряжение, поступающее из узла логических операций, также изменяется во много раз медленнее и при­ложено к инвертирующему входу А1. На выходе компаратора формируются по­ложительные импульсы, запускающие формирователь коротких импульсов на эле­ментах D2.1, D2.2. С выхода элемента D2.2 отрицательные импульсы длительностью 0, 8 мкс проходят инвертор D1.1 и поступают на другой вход устройства совпаде­ния D4.1. С выхода элемента D4.1 импульсы шайбы отрицательной полярности про­ходят на смеситель сигналов и в узел логических операций. Импульсы положитель­ной полярности, формирующиеся на выходе компаратора А2, используются для управления игроками правой команды в случае игры с электронной командой.

Рис. 47. Принципиальная схема формирователи шайбы

 

При налаживании формирователя шайбы необходимо так подобрать сопротив­ления резисторов R1 и R2, чтобы пилообразные напряжения на инвертирующих входах компараторов А1 и А2 соответствовали указанным на рис. 47, а, б. " По­лочка" в 0, 6 В (рис. 47) и уровень пилообразных сигналов в 2 В предотвращают выход шайбы по длительности за пределы экрана и " налезание" шайбы на синхро-смесь и устраняют сбои синхронизации в телевизоре. Длительность импульсов на входах устройства совпадения D4.1 определяется емкостями конденсаторов СЗ, Сб. Конденсаторы С1, С4 должны распаиваться в непосредственной близости от компараторов А1, А2. (Они служат для устранения паразитной генерации по цепям питания микросхем.)

Вместо микросхем К521САЗ (К554САЗ) возможно применение любых опера­ционных усилителей с достаточно большим входным сопротивлением [16]. Ес­тественно, напряжения питания должны соответствовать примененному ОУ. При наличии транзисторных сборок можно применить схему, показанную на рис. 48.

Рис. 48. Использование компаратора на транзисторных матрицах в формирователе шайбы (а) и условное обозначение компаратора (б)

 

Она состоит из микросхем А1 (транзисторы p-n-р типа) и А2 (транзисторы n-р-n типа). Показанная схема — компаратор, выполненный на дискретных элементах, питается от напряжения 5 В и обладает входным сопротивлением около 300 кОм. С выхода транзистора А2.2 снимается сигнал, который хорошо согласуется с уровнями ТТЛ-логики. В принципе, вместо транзисторных сборок можно при­менить транзисторы КТ315 и КТ361. Единственное ограничение: транзисторы А1.1 и А1.2 должны иметь минимальный обратный ток IКБ0. Вместо тран­зисторов VT1 и VT2 можно использовать транзисторные полевые сборки К504НТ1 -К5О4НТ4 (КР504НТ1-КР504НТ4).

Счетчики результата

Принципиальная схема счетчика результата приведена на рис. 49. Счет­чики результата для левой и правой команд одинаковы. Рассмотрим работу счет­чика применительно к режиму подсчета голов для левой команды. Счетчик резуль­тата левой команды представляет собой четырехразрядный двоичный счетчик на D-триггерах D1, D2, Устройство управления выполнено на элементах D4.1, D5.1 и микросхеме D3.

При включении игровой приставки в сеть автоматически устанавливается ну­левое состояние счетчика, поскольку напряжение на конденсаторе С1 возрастает не скачком, а достаточно медленно и в первый момент времени на входе элементов D3.2 и D3.4 формируется напряжение низкого уровня. Оно передается на выход элемента 05.1 и поступает на входы R D-триггеров, выполненных на элементах 01, D2, приводя их к нулевому состоянию, Одновременно RS-триггер на элементах D3.4, D3.3 устанавливается в нуль, запрещая формирование сигнала Упр. 1Л — уп­равление зажиганием единицы старшего разряда.

Рис. 49. Принципиальная схема счетчика результата

 

Импульсы счета +1Л поступают на вход счетчика из узла логических опера­ций. По мере поступления ипульсов счетчик принимает последовательно состоя­ния от 0000 до 1001. При поступлении десятого импульса счетчик переходит в состояние 1010 и на входе элемента D3.1 устанавливается напряжение высокого уровня (единица). На выходе элемента 03.1 формируется нуль, и RS-триггер на элементах D3.3, D3.4 устанавливается в единицу, разрешая формирование едини­цы старшего разряда на экране телевизора. Одновременно сигнал с выхода D3.1 по­дается на входы R счетчика и устанавливает его в нуль. На выходе элемента D3.1 вновь устанавливается единица. На экране отображается число 10. Дальнейший счет ведется до 19. При достижении счетчиком этого числа (двоичный эквива­лент 1001, единица старшего разряда не учитывается) срабатывает элемент D4.1 и блокирует триггер D1.1 по входу S. Следующие импульсы счета не могут изме­нить состояние счетчика. Это является условием окончания игры.

Повторный запуск осуществляется при нажатии кнопки переключателя S1 " Уст. 0". В этом случае происходит установка триггеров счетчика в исходное состонние, а на входе S появляется напряжение высокого уровня. Теперь счетные им­пульсы могут воздействовать на счетчик.

На элементах D6.1 и D5.2 собрана цепь установки в нуль правого счетчика ре­зультата. С инверсных выходов всех триггеров сигналы поступают на знакогенера­тор. Сигналы Упр.1Л и Упр. 1П подаются на устройство управления матрицей зна­когенератора.

При налаживании счетчиков результата сначала проверяется работа D-триггеров без устройств управления. (Вывод 4 триггера D1.1 и вывод 4 элемента D3.2 долж­ны " висеть" в воздухе; аналогично нужно отпаять выводы и у счетчика правой команды.) Для этого нужно подать на вход счетчика импульсы частотой следова­ния 1 кГц и осциллографом проверить правильность деления частоты на выходах всех триггеров. На выходе каждого последующего D-триггера должен просматри­ваться " меандр" с длительностью импульсов, в 2 раза большей, чем на выходе пре­дыдущего D-триггера. После этого следует запаять все отпаянные выводы микро­схем и проверить работу счетчиков в целом. На вход счетчиков нужно подать оди­ночные импульсы и проконтролировать состояние каждого из D-триггеров осцил­лографом или тестером.

 

Знакогенератор

 

Знакогенератор используется для вывода цифр от 0 до 19 на телевизион­ный растр. Для формирования цифр применяется стандартная матрица формата 3X5. Данный формат является минимальным для получения разборчивого изоб­ражения цифр. Матрица формата 3X5 представлена на рис.50, а конфигурация цифр от 0 до 9 — на рис. 51. Матрица состоит из 15 элементов. Участие каждого элемента в формировании цифр отображено в табл. 2. Так, элемент 1 матрицы участвует в создании всех цифр, кроме цифры " 1", элемент 2 — в создании всех цифр, кроме цифр " 1" и " 4" и т.д. Прочерк означает, что элемент матрицы участ­вует в создании всех цифр. Элементы матрицы 5 и 11 не участвуют в создании цифр. Для возбуждения матрицы управляющие сигналы по х и у вырабатываются устройством управления матрицей. Принципиальная схема устройства управления матрицей показана на рис. 52.

                           

Рис. 51. Конфигурация цифр, формируе­мых матрицей 3X5

Рис. 50. Стандартная матрица формата 3X5

Рис. 52. Принципиальная схема устройства управления матрицей

 

С приходом импульса запуска матрицы ЗП с формирователя площадки сраба­тывает триггер на элементах D1.2, D1.3. Напряжение высокого уровня с выхода D1.3 поступает на вход элемента D2. На остальные входы D2 приходит набор пря­мых и инверсных сигналов х, определяющий начало развертки по горизонтали. На элементах D4.1, D4.2 с приходом сигнала с инвертора D6.1 и сигналов со счет­чика результата Упр. 1Л и Упр. 1П при наличии импульсов х4 и х 4 разрешается формирование единиц старшего разряда в счете левой и правой команд и отобра­жение их на экране. С приходом импульса х4 на вход элемента D3.1 и при наличии напряжения высокого уровня на другом входе на выходе D3.1 появляется отри­цательный импульс, запускающий RS-триггер, выполненный на элементах D3.3, D3.4. Напряжение высокого уровня с выхода элемента D3.3 подается на входы элементов D5.1 — D5.3 и разрешает выдачу управляющих сигналов 1х, 2х, Зх. Эти сигналы вырабатываются дважды: для отображения счета левой и правой команд. После прихода импульсов х3 и х6 на элемент D3.2 триггер на D3.3, D3.4 возвра­щается в исходное состояние. На этом формирование сигналов растра заканчива­ется.

Таблица 2

Номер эле- мента мат- рицы Цифра, в создании ко-. торой данный элемент не участвует
1 1
2 1, 4
3 -
4 1, 2, 3, 7
5 0-9
6 5, 6
7 1, 7
8 0, 1, 7
9
10 1, 3, 4, 5, 7, 9
11 0-9
12 2
13 1, 4, 7
14 1, 4, 7
15 -

 

Рис. 53. Формирование сигналов управ­ления матрицей (снизу и с правой сторо­ны импульсы, вырабатываемые триггера­ми устройства управления)

 

Следующий цикл начинается на следующей строке развертки. Формирование сигналов 1х, 2х, Зх продолжается до тех пор, пока на элемент D1.1 не придут импульсы v5, Ус С их появлением триггер на D1.2, D1.3 возвращается в исход­ное состояние и блокирует элементы D2, D3.1, запрещая работу элементов D4.1, D4.2 и микросхемы D5. Процесс формирования управляющих сигналов показан на рис. 53. Как мы видим, цифры жестко привязаны к выбранному участку пло­щадки.

Принципиальная схема логической матрицы показана на рис. 54. На элементах, D1 и D2 выполнен коммутатор кодов числа. На его входы поступает код числа со счетчиков результата левой и правой команд. Управляется коммутатор прямым и инверсным сигналом х6, приходящим с синхрогенератора. На рис. 53 этот сигнал показан в инверсной форме. На дешифратор D3 подается код числа сначала со счетчика результата левой команды, затем коммутатор переключается на прием кода числа со счетчика результата правой команды. Дешифратор D3 преобразует входной двоичный код в позиционный десятичный. Выходной код инверсный. Логическая матрица выполнена на микросхемах D5 — D9 и элементах D4.2, D4.3, D10.1. Последовательный опрос матрицы производится импульсами 1х — Зх с устройства управления. Сигналы с дешифратора D3 подаются на матрицу в со­ответствии с табл.2. Элементы D6.2, D4.3, D10.1, D5.3, D5.4 группируют сигналы соответственно строкам матрицы. Группы выводятся поочередно строка за строкой через мультиплексор D11. Управляется мультиплексор сигналами у3 — у5 с синхрогенератора. Начальный адресный код мультиплексора 111. По нему выводится информация со входа D7. Затем устанавливается ад­ресный код 000, по которому происходит вывод сигнала с входа DO и т.д. С выхода микросхемы D11 импульсы отрицательной полярности проходят на один из входов элемента D12.1. На остальные входы подаются сигналы единиц старших разрядов 1Л и 1П. Элемент D10.2 определяет положение сформированных цифр в пределах телевизионного растра. С выхода элемента D10.2 импульсы счета отрица­тельной полярности идут на смеситель и на формирователь цветовых сигналов. При налаживании устройства управления матрицей необходимо с помощью осциллографа убедиться в наличии сигналов положительной полярности 1 х, 2х и Зх на выходах элементов соответственно D6.4, D6.3 и D6.2. Проверку логической матрицы и правильность вывода чисел на экран производят совместно с устройст­вом управления матрицей и счетчиками результата левой и правой команд. Входы счетчиков запараллеливают и импульсы +1 подают в пошаговом режиме (можно перепадами с RS-триггера, управляемого кнопкой). Следует учесть, что сигналы 1х, 2х, Зх дают три позиции телевизионного растра по горизонтали, а сигналы у3, V4, Vs ~ пять позиций по вертикали; сигнал " РАСТР" положительной полярности определяет местоположение цифр в конкретной области площадки; сигналы 1Л и 1П на входах элемента D12.1 должны иметь отрицательную полярность.

Рис. 54. Принципиальная схема логичес кой матрицы

 

Узел логических операций

 

Принципиальная схема узла логических операций приведена на рис. 55. Импульсы шайбы, поступающие с формирователя шайбы, проходят инвертор D1.1 ив положительной полярности подаются на следующие устройства совпа­дений:

с импульсами игроков левой команды и левой вертикальной линии площад­ки — на элемент D2.1;

с импульсами игроков правой команды и правой вертикальной линии пло­щадки — на элемент D2.2;

с импульсами левой линии отскока — на элемент D3.1;

с импульсами правой линии отскока — на элемент D3.2;

с импульсами верхней линии площадки — на элемент D4.2;

с импульсами нижней линии площадки — на элемент D4.1.;

с импульсами игроков двух команд — на элемент D4.3.

Рис. 55. Принципиальная схема узла логических операций и эпюры напряжений на конденсаторах С1, С2

 

Триггер на элементах D5.1, D5.2 управляет движением шайбы по горизонтали, триггер на микросхеме D9 — движением по вертикали. В зависимости от состоя­ния триггера горизонтального движения шайбы элемент D8.1 либо закрыт и кон­денсатор С1 заряжается по цепи R1 — R3 (шайба летит вправо), либо открыт и конденсатор С1 разряжается по цепи R2, R3 и через выходное сопротивление от­крытого элемента D8.1 (шайба летит влево). Элемент D8.2, работая аналогично, перемещает шайбу по вертикали: при зарядке конденсатора С2 шайба летит вниз, при разрядке — вверх. Резистором R3 можно изменять скорость шайбы по гори­зонтали, резистором R13 — по вертикали. Триггеры на элементах D5.3, D6.1 и D6.2, D5.4 служат для исходной установки шайбы. Триггер на элементах D5.3, D6.1 срабатывает в момент гола в левые ворота. На выходе элемента D5.3 уста­навливается напряжение высокого уровня, а на выходе элемента D7.1 — низкого. Транзистор микросборки А1.1 закрывается, а транзистор А1.3 открывается. С де­лителя R8, R9 уровень напряжения, соответствующий исходной (левой) установ­ке шайбы по горизонтали, подается на конденсатор С1 и далее на формирова­тель шайбы. При попадании шайбы в правые ворота срабатывает триггер на эле­ментах D6.2, D5.4, закрывая транзистор А1.1 и открывая А1.2. Напряжение со среднего вывода резистора R5, соответствующее исходному (правому) положению шайбы, подается на формирователь шайбы.

Одновременно в счетчики результата в зависимости от голевой ситуации пода­ются импульсы либо +1Л, либо +1П. Исходное положение мяча по вертикали за­дается с помощью диода VD1 и резистора R11. На элементе D8.2 в это время на­пряжение 5 В делится резисторами R10, R11. Диод VD1 открыт, так как на выходе D7.1 в данный момент напряжение низкого уровня (установка шайбы у ворот). Движение шайбы начинается в момент столкновения ее с одним из защитников. На элементе D4.3 вырабатывается отрицательный импульс, который возвращает оба триггера установки в исходное состояние. При этом закрываются транзисторы микросборки А1.2, А1.3 и открывается транзистор А1.1.

На выходе элемента D7.1 устанавливается напряжение высокого уровня, диод VD1 закрывается, снимается блокировка с элементов D8.1, D8.2 и в зависимости от положения триггеров горизонтального и вертикального движения шайба летит в определенную сторону. В момент включения приставки может создаться ситуа­ция, когда оба установочных триггера будут открыты, т.е. открыты оба транзис­тора микросборки А1.2, А1.3. Шайба встанет в ненормальное положение (в сере­дине правой половины площадки). Для исключения этого сигнал с выхода эле­мента D5.4 подается на вход элемента D6.1, и триггер левой установки принуди­тельно возвращается в нулевое состояние.

Столкновение шайбы с игроками влияет на триггер вертикального движения шайбы неоднозначно. Шайба при движении через игрока или при отражении от не­го пересекает четное или нечетное число строк. Поэтому на входе С триггера D9 будет произвольное число импульсов и заранее предугадать нельзя, в какое состоя­ние установится триггер. В результате неизвестно, вверх или вниз полетит шайба. При игре это свойство позволяет забивать голы " в одно касание". Инверторы D1.2, D1.3 вырабатывают перепады напряжения для формирователя щелчка.

Переключатель S1 в замкнутом положении позволяет играть в " Хоккей" с партнером. В разомкнутом положении на элемент D7.2 поступает сигнал " Авт." для электронного управления игроками правой команды. Переключатель в узле логических операций и переключатель в формирователе игроков взаимосвязаны.

Налаживание комплекса " узел логических операций + формирователь шайбы" — самая ответственная операция при настройке игры. Можно рекомендовать следую­щую последовательность регулировки. На выходе элемента D7.1 установить лю­бым способом нуль. Транзисторы А1.2, А1.3 также должны быть закрыты. Для этого их базы можно заземлить. На конденсатор С1 со вспомогательного делите­ля напряжения подать напряжение такого уровня, чтобы шайба остановилась в сере­дине экрана. Одновременно подобрать сопротивление резистора R1 так, чтобы шай­ба находилась по вертикали чуть выше ворот. Снять блокировку с элемента D8.2. Для этого разорвать связь между выходом элемента D7.1 и точкой соединения дио­да VD1 и входа элемента D8.2, например, в точке " а". Шайба, оставаясь неподвиж­ной по горизонтали, должна двигаться, отскакивая от верхней и нижней линий пло­щадки то вверх, то вниз. Изменяя сопротивление резистора R13, следует наблюдать за изменением скорости движения шайбы. Любое изменение скорости по вертикали не должно вызывать пропадание шайбы или ее выход за линии площадки. В против­ном случае надо увеличить сопротивление резистора R12. Может быть так, что шай­ба " не хочет" входить в площадку и " уходит" за пределы экрана и даже вызывает сбой синхронизации. Это значит, что на устройствах совпадения перепутаны сигна­лы горизонтальных линий площадки и их надо поменять местами.

Далее, на выходе элемента D7.1 нужно установить любым способом единицу, а линию с сигналом " 5" заземлить (т.е. зафиксировать положение шайбы по вер­тикали). Транзистор А1.1 в этом случае открывается, и шайба начинает двигаться по горизонтали в пределах площадки. Чтобы она не попадала в ворота, их необхо­димо временно закрыть. Для этого в формирователе площадки (см. рис. 44) на­до отсоединить провод, подходящий к выходу элемента D7.4 (связь 7). После этого надо проверить правильность отскока шайбы от вертикальных линий и от игроков. Неправильный отскок шайбы, как правило, говорит о том, что перепу­таны сигналы левой и правой линий площадки на устройствах совпадения или сигналы игроков левой и правой команд. Изменяя сопротивление резистора F? 3, нужно убедиться в изменении скорости движения по горизонтали. Шайба не долж­на уходить за пределы площадки при любой скорости движения. Просмотр ведет­ся на экране телевизора с помощью смесителя сигналов (см. рис. 58). Переключа­тель S1 должен находиться в положении, показанном на схеме, т.е. замкнутым на корпус.

Затем вновь следует закрыть транзистор А1.1 и открыть транзистор А1.2. Из­меняя сопротивление резистора R5, нужно добиться такого положения шайбы, при котором она встанет на одну вертикаль с правым защитником. Закрыв тарнзистор А1.2 и открыв тарнзистор А1.3, резистором R9 необходимо установить шайбу на одну вертикаль с левым защитником. Может случиться так, что после истечения определенного промежутка времени шайба будет смещаться вправо относительно вертикалей защитников, " плыть", причем с правой стороны она может вообще сместиться так, что защитник не сможет ударить по ней. Суть этого явления — в тепловом прогреве как источника питания приставки, так и компараторов в фор­мирователе шайбы и транзисторов микросборки А1 в узле логических операций. Поэтому лучше предусмотреть установку резистора R5 в таком месте, чтобы было удобно подстраивать его, не открывая крышку корпуса приставки. Другой путь — это ввести в делитель напряжения правой установки шайбы в исходное состояние (резистор R5) термосопротивление, компенсирующее " дрейф" шайбы, так, как это сделано, например, в [з].

Полностью восстанавливая схему, следует еще раз проверить правильность рабо­ты установочных триггеров. Уровни напряжения на конденсаторах С1 и С2 должны при движении шайбы соответствовать указанным на рис. 55. При нажатии кнопки " Уст. О" (в счетчиках результата) шайба должна всегда занимать правое исходное положение у ворот. При попадании шайбы в ворота счет должен меняться в момент столкновения шайбы с линиями отскока (они находятся за пределами экрана и невидимы. Просматриваются осциллографом).

При использовании микросхем других типов, отличных от примененных в узле логических операций, возможно следующее явление. Шайба, двигаясь в левую по­ловину площадки от ворот с правой половины поля, не долетев до средней линии, неожиданно, не встречая препятствия, меняет траекторию движения по горизонта­ли и возвращается назад. Это значит, что в счетчиках с последовательным счетом синхрогенератора (рис. 39, 40) в момент перехода всех разрядов, кроме старшего, из единицы в нуль имеется задержка в установке сигнала хб в состояние единица. Поэтому в точке с координатами 16/17 (см. рис. 40, а) формируется короткий па­разитный импульс, повторяющий левую линию отскока со всеми вытекающими последствиями. Бороться с этим импульсом можно следующим образом: между выходом элемента D3.1 и входом элемента D5.3 в узле логических операций нужно установить интегрирующую RC цепь, состоящую из резистора сопротивлением 100...300 Ом и конденсатора емкостью 51...510пФ. Емкость необходимо по­добрать экспериментально до пропадания этого эффекта. Еще проще сигналы х4 и х5, приходящие на элемент D3.1, задержать относительно сигнала х6. Сделать это можно, подав Х4 и х5 на элемент D3.1 и предварительно пропустив каждый из них через два инвертора.

 

Рис. 56. Принципиальная схема устройства электронного управления игроками

 

Состояние RS-триггера на элементах D2.1, D2.2 может быть произвольным: ес­ли единичное, на выходе микросхемы D4 присутствуют импульсы у5, если нуле­вое — импульсы у4. Эти импульсы инвертируются элементом D6.2 и в противофа-зе подаются на элемент D7.1. На выводы 3, 5 элемента D7.1 подан сигнал с D-триг-гера D5. На вход синхронизации С триггера D5 поступают импульсы с генератора импульсов на транзисторе VT1 и инверторе D6.1, выполненного по схеме, при­веденной в [15]. Длительность импульсов на выходе триггера D5 около 2 с. Таким образом, элемент D7.1 поочередно коммутирует импульсы у5 (может и у4) с час­тотой, определяемой импульсами триггера D5. На вход элемента D7.1 проходит сиг­нал " Авт.", который подается на узел логических операций. В разомкнутом поло­жении переключателя S1 (см. рис. 55) импульсы " Авт." управляют устройством совпадения D2.2. Таким образом, импульсы ys (y4) и у54) создают на площадке зоны, в которых шайба становится нечувствительной к игрокам правой команды.

Эти зоны постоянно меняются вследствие коммутации их триггером D5 (рис. 56). Если игроки правой команды попадают в эту зону, то шайба не отражается, а про­ходит сквозь них. Импульсы у5 являются по частоте самыми низкими и создают на площадке самые большие зоны нечувствительности. Допустим, соперник забил электронной команде три гола. В этом случае на входе элемента D1, 2 появляется дифференцированный импульс, по которому триггер на D2.1, D2.2 устанавливается в нулевое состояние. Импульсы у5 блокируются, а на выходе D4 появляются им­пульсы у4. Это значит, что размер зон нечувствительности уменьшается и электрон­ная команда будет успешнее отражать атаки на свои ворота. Триггер D2.1, D2.2 срабатывает каждый раз после 2, 3, 6, 7, 10, 12 голов в те и другие ворота. Полная тактика игры электронной команды приведена в табл. 3.

Таблица 3

Счет (Вариант 1)

0: 0

3: 0

3: 2

7: 2

7: 6

10: 6

10: 10

13: 10

Сигнал на выходе

У5

У4

У s

У4

У5

У4

У5

Уз

Счет (Вариант 2)

6: 6

6: 10

7: 10

7: 12

10: 12

10: 16

12: 18

 

Сигнал на выходе

У5

У5

У4

У5

У4

У3

У5

 
                                 

 

При достижении соперником счета 13 независимо от счета правой команды триг­гер на элементах D2.3, D2.4 переключается и на выход D4 проходят импульсы у3. Зоны уменьшаются еще в 2 раза. Одновременно элемент D1.1 блокируется напря­жением низкого уровня с выхода элемента D2.3. Таким образом, последние шесть голов приходится забивать всегда сильной команде. Если же счет до 13 не доходит, электронная команда продолжает играть в тактике у5, у4 до конца матча. Найти зоны нечувствительности при игре с электронной командой сложно, так как они постоянно меняются.

При налаживании устройства электронного управления игроками необходимо сигнал с выхода элемента D7.1 подать на смеситель сигналов (вместо сигнала шай­бы) и проверить правильность переключения зон в зависимости от счета согласно табл. 3. На счетчики результата подаются4 импульсы счета в разовом режиме от вспомогательного RS-триггера с управлением от кнопки.

Формирователь щелчка

 

Схема формирователя щелчка приведена на рис. 57. Он представляет со­бой одновибратор, выполненный на элементах D1, D2.1. На вход формирователя поступают сигналы из узла логических операций. После дифференцирования на конденсаторах С1 -С5 и резисторах R1 - R10 короткие импульсы запускают одно-вибратор, который формирует отрицательный импульс длительностью около 700 мкс. С выхода элемента D2.2 импульсы щелчка подаются на вход УЗЧ теле­визора. При отсутствии щелчков фон в динамическом громкоговорителе не про­слушивается ввиду того, что исходное состояние элемента D2.2 открытое и вход УЗЧ по существу соединен по переменной составляющей с корпусом. Закрывает­ся этот элемент только в момент прохождения щелчка.

Смеситель сигналов

 

Принципиальная схема смесителя показана на рис. 58. На элемент D1.1 подаются импульсы синхросмеси положительной полярности. На входы элемента D1.2 в отрицательной полярности поданы импульсы шайбы, счета, площадки и иг­роков. Суммирование всех сигналов происходит на выходе элемента D1.1. Через конденсатор С1 сигнал изображения подается на выходное гнездо (см. формирова­тель цветовых сигналов).

Рис. 57. Принципиальная схема формирователя щелчка

Рис. 58. Принципиальная схема смесителя сигналов

Рис. 59. Принципиальная схема формирователя цветовых сигналов

Рис. 60. Общий вид игрового поля в игре " Хоккей"

 

 

Таблица 4

Элемент изображения

Цвет

Графогенератор

 

Графогенератор является основным узлом, определяющим сложность игровой приставки в целом. Как известно, синхрогенератор создает на растре дискретную сетку частот, где положение каждого элемента изображения фиксиро­вано и привязано к коду переменных х и у. В данном случае изображение лошади и наездника на всех фазах прыжка умещается в матрице, содержащей 8X10 эле-ментрв (рис. 64).

Такое изображение формируется логической матрицей, для управления кото­рой необходим блок выборки адреса, представляющий собой дешифратор, число выходов которого равно числу входов логической матрицы. Чтобы получить изображение в определенном месте экране, необходим узел тактирования, преобра­зующий параллельный выходной код логической матрицы в последовательный код элементов изображения. Таким образом, блок выборки адреса должен иметь де­сять, а узел тактирования восемь разрядов.

Рис. 64. Матрица графогенератора для разных фаз прыжка лошади

Рис. 65. Принципиальная схема узла тактирования и блока выборки адреса

 

Принципиальная схема узлов, обслуживающих логическую матрицу, показана на рис. 65. Узел тактирования выполнен на микросхемах D3, D4 и элементах D1.1, D2.1 — D2.3, блок выборки адреса — на микросхемах D6, D7 и элементах D2.4, D5.1, D5.2, D5.4, D1.2. Их совместную работу удобно рассматривать с момента совпадения импульсов ys и 78 на элементе D2.3. При совпадении импульсов на вы­ходе D2.3 появляется отрицательный импульс, который изменяет состояние триг­гера на элементах D2.1, D2.2. Снимается блокировка по входам R триггеров D3, D4.1 и открывается элемент D2.4. Начальное состояние триггеров узла тактирова­ния 000, и в момент прихода импульса сравнения Ср с узла положения лошади на элемент D4.2 срабатывает триггер на элементах D5.1, D5.2. На входе R0 счетчика D6 устанавливается нуль, и импульсы х0, поступающие на вход С1, подсчитывают-cr счетчиком, С выходов D6 четырехразрядный код поступает на дешифратор D7, на выходе которого формируется набор сигналов выборки адреса Ох — 9х. По окончании действия сигнала 9х формирователь на элементах D1.2, D5.4 выраба­тывает короткий отрицательный импульс, по которому триггер D5.1, D5.2 воз­вращается в исходное состояние. Счетчик блокируется, а на выходе подтверждается код 0000, по которому дешифратором выбирается шина Ох. Работа логической мат­рицы при этом не искажается, так как по этому адресу элемент изображения не возбуждается (см. рис. 64).

На вход триггера D3.1 поданы сигналы у2, поэтому узел тактирования также последовательно принимает состояния от 000 до 111. В каждом из восьми тактов происходит запуск блока выборки адреса по приходу импульса Ср. По окончании цикла тактирования с прямого выхода D-триггера D4.1 снимается импульс, по ко­торому после дифференцирования цепью R1, R2, С1 триггер D2.1, D2.2 возвра­щается в первоначальное состояние. Повторный запуск возможен только после следующего прихода импульсов ys, ya. Из рис. 66 видно, что узел тактирования запускается 4 раза в течение одного кадра, что соответствует формированию изо­бражения на четырех дорожках.

Рис. 66. Зоны формирования изображения матрицы

 

Из рассмотрения рис, 64 следует, что для изображения бегущей лошади и наезд­ника необходимо подсветить 21 элемент изображения. При прыжке изображение должно смещаться вверх по вертикали на один элемент в первой фазе прыжка, на два элемента — во второй и на один элемент — в третьей. Наиболее просто это мож­но реализовать с помощью мультиплексирования сигналов, соответствующих эле­ментам изображения матрицы.

Принципиальная схема логической матрицы приведена на рис. 67. На рис. 67, а показана часть матрицы, которая по управляющим сигналам формирует шесть групп элементов изображения (1 — 6 гр), соответствующих шести строкам по вертикали - со второй по седьмую. Элементы D1.1, D2.1 и D1.2, D2.2 формируют вторую строку матрицы. На вход указанных элементов поступают сиг­налы с блока выборки адреса и с де­шифратора прыжка, показанного на рис. 68. На вход дешифратора D1 мо­гут быть поданы следующие кеды двоичных разрядов: 00 — бег лоша­ди; 01 — начало (первая фаза) прыж­ка; 10 — середина (вторая фаза) прыжка; 11 — окончание (третья фа­за) прыжка. На выходе дешифрато­ра прыжка формируется ряд сигна­лов, необходимых для перекодиров­ки логической матрицы в процессе смены зон (более подробно рассмот­рено далее) и при прыжке. Третья строка матрицы формируется элементами D3.1, D3.2 и D4.2 (см. рис. 67, а). Сигнал " Сбой" возникает при неудачном прыжке и, закрывая элементы D2.1, D2.2 и D3.2, приводит к временному исчезновению изображения наездника на экране. Четвертая строка формируется элементами D3.3, D3.4, D1.3, D4.3 и D5.2; пятая — триггером на элементах D5.3, D5.4 и элементами D1.4, D2.3, D7.1; шестая — элементом D8.1 и элементами D1.5, D1.6, D7.2, D7.3. Последняя, седьмая, строка формируется элементами D9.2, D9.3 и D4.1, D6.1 в фазе бега лошади и эле­ментами D7.4, D9.1 в фазе прыжка. На элементе D8.2 происходит логическое сум­мирование элементов строки. Имитация бега лошади создается поочередным пере­ключением элементов D6.1, D4.1 импульсами из формирования препятствий с час­тотой около 1, 5 Гц.

 

Рис. 67. Принципиальная схема логической матрицы

Рис. 68. Принципиальная схема де­шифратора

 

Шесть групп сигналов подаются далее на коммутатор прыжка (рис. 67, 6), ко­торый по командам от дешифратора прыжка сдвигает все строки матрицы на од­ну или две строки вверх. Коммутатор прыжка выполнен на микросхемах D1 — D4, ГЛ5, D7 и элементах D5.1, D8.1. В коммутаторе происходит образование полных восьми строк по вертикали, при этом нулевая строка снимается с выхода элемен­та D5.1, первая — с микросхемы D1 и т.д. до седьмой строки, которая выводится через элемент D8.1. Сигналы восьми строк поступают на входные шины мульти­плексора D9, который преобразует параллельный код с выхода коммутатора прыж­ка в последовательный код вывода строк по адресным сигналам с узла тактирова­ния. С выхода мультиплексора D9 положительные импульсы изображения лошади и наездника поступают в блок логических операций.

Рис. 69. Принципиальная схема счетчика зон и формирователя дорожек

 

Формирователь дорожек (рис. 69) выполнен на RS-триггере на элементах D2.1, D2.2 и элементе D2.3. Запускается триггер положительным импульсом коммута­ции зоны и возвращается в исходное состояние импульсом у,. На элементе D2.3 импульсы, сформированные триггером D2.1, D2.2, стробируютсн сигналом с фор­мирователя препятствий, создавая иллюзию движения дорожек вместе с препятст­виями.

Узел управления лошадью

 

Принципиальная схема узла управления " лошадью" приведена на рис. 70. Узел состоит из четырех однотипных устройств управления прыжком и двух муль­типлексоров, которые передают код прыжка с каждого из устройств управления прыжком на дешифратор прыжка.

Рис. 70. Принципиальная схема узла управления лошадью

 

Рассмотрим работу одного из устройств управ­ления прыжком. Он оформлен в виде выносного пульта П1 с контактным переклю­чателем S1. Пульт присоединяется к приставке с помощью кабеля. В исходном сос­тоянии триггеры на микросхеме D3 закрыты по входам R напряжением низкого уровня с выхода RS-триггера на элементах D1.1, D1.2. При нажатии кнопки S1 (ре­жим прыжка) RS-триггер устанавливается в единицу, и на вход триггеров на ми­кросхеме D3 воздействуют импульсы с формирователя препятствий. D-триггеры последовательно принимают состояния от 00 до 11. Четвертым импульсом оба D-триггера устанавливаются в состояние 00. Перепад напряжения с прямого выхода триггера D3.2 дифференцируется цепью R2, R3, С2 и переводит RS-триггер также в нулевое состояние. С выхода элемента D1.1 напряжение низкого уровня вновь закрывает микросхему D3 до следующего нажатия кнопки S1.

Инверсные сигналы с выходов микросхемы D3, а также с остальных устройств управления прыжком поступают на мультиплексоры D4, D5. На адресные входы мультиплексоров подан двоичный код со счетчика зоны (рис. 69). Таким образом мультиплексоры поочередно в соответствии с кодом зоны выводят код прыжка каждого из устройств управления прыжком на дешифратор прыжка (рис. 68).

Если играющий удерживает кнопку S1 в нажатом состоянии некоторое время, большее, чем время возврата RS-триггера в исходное состояние, то при отпускании кнопки из-за дребезга контактов возможен повторный запуск D-триггеров, т.е. по­вторный прыжок лошади. Это дополнительный фактор занимательности игры.

 

Формирователь финиша

 

Схема формирователя финиша показана на рис. 71. На элементе D1 выде­ляется сигнал изображения финиша, который, пройдя инвертор D2.1, поступает на устройство совпадения D3.1. На второй вход устройства совпадения подаются им­пульсы с графогенератора. При совпадении импульсов финиша с импульсами изо­бражения лошади и наездника отрицательный импульс с выхода D3.1 опрокиды­вает триггер на элементах D3.2, D3.3. С выхода триггера напряжение низкого уровня поступает в формирователь препятствий.

 

Формирователь препятствий

 

Принципиальная схема формирователя препятствий приведена на рис. 72. Он состоит из шестиразрядного счетчика на микросхемах D1 — D3 и устройства сравнения двух шестиразрядных кодов на микросхемах D6, D8 — D10, D5 и эле­ментах D7.1, D7.2 и D4.1.

Рис. 71. Принципиальная схема форми­рователя финиша

Рис. 72. Принципиальная схема формирователя препятствий

 

При включении приставки с узла положения лошади (см. рис. 74) в формирова­тель приходит сигнал установки " Уст.", который подается на входы триггеров счет­чика и переводит их в нуль. После нажатия кнопки 1 " Пуск" в формирователе фи­ниша (рис. 71) снимается запрет со входа элемента D7.3 (рис. 72) и в зависимости от положения переключателя S1 импульсы с частотой 50, 25 или 12, 5 Гц с выхода делителя кадровой частоты подаются на вход счетчика (схема делителя кадровой частоты показана на рис. 73). Счетчик в формирователе работает в режиме сложе­ния, и код числа возрастает с 000000 до 111111. С прямых выходов триггеров счет­чика сигналы подаются на один из входов устройства сравнения. На вторые входы поступает набор инверсных сигналов х0 — х5. При равенстве кода счетчика и кода сетки частот х на входы элемента D5 подаются напряжения высокого уровня. На вход 12 поступает сигнал 6/7, который определяет положение и высоту препятст­вия. С выхода D5 сформированный инверсный сигнал препятствия ПР проходит на смеситель сигналов, а прямой сигнал с выхода инвертора D4.1 — в программный блок.

Рис. 73. Принципиальная схема делителя импульсов

 

Поскольку код счетчика под влиянием входных импульсов постоянно меняется, то меняется и положение препятствий на экране по горизонтали. Создается ил­люзия движения препятствий справа налево. В течение развертки одной строки устройство сравнения формирует дважды сигнал препятствия; это значит, что в двух определенных местах на дорожке будут изображены препятствия. Скорость движения препятствий можно менять, устанавливая переключатель S1 в положе­ние, соответствующее меньшей частоте. По достижении игроками финиша на вход формирователя приходит инверсный сигнал " Стоп", по которому блокируется элемент D7.3, и препятствия перестают двигаться.

С выходов триггеров счетчика снимаются сигналы, которые используются в узле звуковых эффектов для создания " топота" лошадей (сигналы Т1 — ТЗ), для переключения ног лошадей в логической матрице (сигналы Н, Н) и прыжка лоша­ди (сигнал ТЗ).

Узел положения лошади

 

Принципиальная схема узла положения лошади приведена на рис. 74. Его основное назначение - сформировать импульсы сравнения, по которым графо-генератор воспроизводит изображение лошади. Импульсы должны обеспечивать независимое смещение каждой лошади по горизонтали в пределах от старта до финиша.

Узел состоит из четырех однотипных реверсивных шестиразрядных счетчиков (см. рис. 16), коммутатора кодов на мультиплексорах D1 - D6 и устройства срав-. нения на микросхемах D7 — D13.

Узел работает следующим образом. При включении приставки на входе эле­мента D8.3 некоторое время удерживается напряжение, меньшее, чем напряжение высокого уровня. Этого достаточно, чтобы на выходе элемента D8.4 сформировал­ся отрицательный импульс, по которому производится запись в счетчики начально­го кода 110111. Код соответствует положению лошадей на старте (с левой стороны экрана). На входы мультиплексоров поданы шестиразрядные коды чисел, соответ­ствующих положению каждой лошади по горизонтали. Однако вывод кода на уст­ройство сравнения осуществляется поочередно кодом номера зоны, поданным на адресные входы мультиплексоров. На выходах микросхем D1 - D6 выбранный код сравнивается с набором импульсов горизонтальной дискретизации растра. При ра­венстве кодов на выходе элемента D13.1 формируется импульс, который поступа­ет в блок выборки адреса (рис. 65). В течение кадра по числу зон вырабатывают­ся четыре импульса.

Поскольку мультиплексоры инвертируют входную информацию, увеличение кода любого счетчика приводит к смещению лошади влево, а уменьшение кода -к смещению лошади вправо.

Программный блок

 

Программный блок обрабатывает входные сигналы и выдает сигналы уп­равления на ряд узлов по заданному алгоритму. Основная трудность обработки сигналов заключается в том, что сигналы препятствий, лошадей, а также импульсы сравнения с узла положения лошади хотя и проходят каждый по своим цепям, но это сигналы динамические и в пределах цепи они смешаны. Необходимо выделить сигналы для каждой зоны, а затем уже их обработать.

Принципиальная схема программного блока показана на рис. 75. Блок состоит из дешифраторов D1 - D3, устройств совпадения на элементах D4.1 — D4.3, муль­типлексора сигнала " Сбой" (D5) и четырех формирователей импульсов счета +1 и — 1. Формирователи идентичны, поэтому на рис. 75 показан один из них, в дан­ном случае предназначенный для верхней (первой) дорожки.

 

Рис. 74. Принципиальная схема узла положения лошади

 

Для формирователей Ф2, ФЗ и Ф4 используются соответственно сигналы" ЗР(2) -6Р(2)", " ЗР(3) -6Р(3)", " ЗР(4) -6Р(4)", поступающие из узла положе­ния лошади (рис. 74). Выходные сигналы " БЛ", " СБ", " +1" и " — 1" имеют в скоб­ках нумерацию того формирователя, в котором они вырабатываются.

Работает программный блок следующим образом. При нажатии кнопки " Уст."

(в узле положения лошади) на элемент D8.1 приходят единичные сигналы и на вы­ходе устанавливается нуль. Элемент D9.1 блокируется, и импульсы +1 на выход блока не поступают. Этим устраняется сдвиг лошади назад (влево) при столкнове­нии с препятствиями на старте. Первые три шага возможны только вперед. Как только в третьем разряде реверсивного счетчика в узле положения лошади бу­дет напряжение высокого уровня, на выходе элемента D8.1 устанавливается едини­ца и на элементах D7.2, D9.1 разрешается формирование импульсов счета +1.

Триггеры D6.1, D6.4 устанавливаются в исходное (нулевое) состояние импуль­сами с дешифратора D2. На вход младшего разряда дешифратора D2 поступают от­рицательные импульсы, возникающие в результате совпадения импульсов препятст­вий и импульсов сравнения. На следующие два входа поступает код номера зоны. В зависимости от номера зоны сигнал появляется на 0, 2, 4 или 6 шине дешифрато­ра. На выходе элемента D6.1 формируется нуль, а на выходе инвертора D7.2 — еди­ница, и элемент D4.4 подготовлен к выдаче на выход блока импульса — 1.

Рис. 75. Принципиальная схема программного блока

Рис. 76. Принцип формирования импульсов счета +1 и — 1

 

При совпадении сигнала препятствия и сигнала первого элемента горизонталь­ной строки матрицы на вход младшего разряда дешифратора D3 подаются отрица­тельные импульсы. В зависимости от номера зоны выходной сигнал также появля­ется на одном из выходов дешифратора D3. Пусть код номера зоны — 00. Тогда срабатывает триггер на элементах D6.3, D6.4 и на выходе элемента D4.4 устанавли­вается нуль. Возврат этого триггера в исходное состояние происходит, как описано ранее, по сигналам с дешифратора 02. Таким образом формируется импульс счета — 1 (рис. 76). Импульс — 1 подается в узел положения лошади и приводит к смеще­нию формируемого изображения на один шаг вправо.

Импульс — 1 вырабатывается при отсутствии столкновения, лошади с препят­ствием. При столкновении лошади с препятствием на одном из выходов дешифра­тора D1 (рис. 75) появляются отрицательные импульсы, которые (при коде номера зоны 00) устанавливают триггер на элементах D6.1, D6.2 в единицу. На выходе инвертора D7.2 появляется напряжение низкого уровня, запрещая прохождение через элемент D4.4 импульсов — 1. Формирователь импульсов на элементах D7.2, D9.1 (при единичном состоянии элемента D8.1) формирует короткий отрица­тельный импульс +1, который поступает также в узел положения лошади и приво­дит к смещению изображения на один шаг влево. Сигнал " Сбой" формируется при совпадении препятствий с любым элементом изображения лошади, поэтому им­пульс — 1 на выходе элемента D4.4 формируется только при полном отсутствии сбоя, что обеспечивается задержкой появления единицы на выходе инвертора D7.2 за счет конденсатора С1.

Мультиплексор D5 получает сигналы сбоя из четырех формирователей импуль­сов счета и собирает их в общую линию. Затем сигнал " Сбой" подается на логичес­кую матрицу и в формирователь цвета. Ряд сигналов программного блока исполь­зуется в формирователе звуковых эффектов.

Рис. 77. Принципиальная схема формирователя звуковых эффектов

 

На старте импульсом блокировки БЛ (1) - БЛ (4) запрещается звуковая сигна­лизация при неудачном прыжке лошади. На трассе на элементы D5.1 — D5.3, D6.1 подается сигнал сбоя каждой лошади СБ (1) — СБ (4), который разрешает прохож­дение импульсов звуковой частоты на вход 34 телевизора. Топот лошадей вырабатывается элементами D4.1 — D4.4, на входы которых подаются сигналы Т1 — ТЗ с формирователя препятствий и сигнал у5 с синхрогенератора. Транзистор VT2 сум­мирует составляющие сигнала топота. Сформированный сигнал топота с коллекто­ра транзистора VT2 смешивается со звуковыми сигналами сбоя лошадей.

Резистором R1 устанавливают исходную частоту генератора звуковой частоты.

Смеситель сигналов

 

Схема смесителя приведена на рис. 78. Принципиально она не отличается от аналогичного смесителя сигналов в игре " Хоккей", показанного на рис. 58. На вход элемента D1.2 подаются инверсные сигналы дорожек Д, препятствий ПР, финиша Ф и сигналы графогенератора ГГ. На вход элемента D1.1 поступают сиг­налы синхронизации СС. Полный сигнал изображения формируется на выходе элемента D1.1 и через конденсатор С1 подается на выход приставки.

Рис. 78. Принципиальная схема смесителя сигналов

Рис. 79. Принципиальная схема формирователя цветовых сигналов

 

Таблица 5

Элемент изображения

Цвет

Таблица 6

Микросхемы К133, К136

Микросхемы К155, КМ155
К133ЛА1 К136ЛА1 К155ЛА1-К155ЛА4 КМ155ЛА1- КМ155ЛА4
К133ЛА4 К136ЛА4
К133ЛА7 К155ЛА7 КМ155ЛА7
К133ЛА8 К155ЛА8 КМ155ЛА8
К133ЛР1 К136ЛР1 К155ЛР1 КМ155ЛР1
К133ЛРЗ К136ЛРЗ К155ЛРЗ КМ155ЛРЗ
К133ЛР4 К136ЛР4 К155ЛР4 КМ155ЛР4
К133ЛН1 К136ЛН1 К155ЛН1 КМ155ЛН1
К133ТВ1 К136ТВ1 К155ТВ1 КМ155ТВ1
К133ТМ2 К136ТМ2 КМ155ТМ2 КМ155ТМ2
К133ИЕ2 КМ155ИЕ2 КМ155ИЕ2
К133ИЕ5 К155ИЕ5 КМ155ИЕ5
К133ИЕ7 К155ИЕ7 КМ155ИЕ7

 

Рис. 80. Общий вид изображения игры " Скачки"

 

Наиболее удобным видом монтажа следует считать монтаж на унифицированных, печатных платах с площадками для установки микросхем. Соединения между вы­водами отдельных элементов (резисторов, конденсаторов, микросхем и т.д.) делаются короткими тонкими изолированными проводниками. Питающие напря­жения должны разводиться проводниками с возможно более низким сопротивле­нием. На плате следует обязательно устанавливать блокирующие конденсаторы. Низкочастотные помехи, проникающие в устройство по шинам питания, устраня­ются конденсаторами из расчета 0, 1 мкФ на микросхему; включать конденсатор нужно между выводами " Питание" и " Корпус" непосредственно в месте подклю­чения питания. Конденсаторы, развязывающие питание по высокой частоте, долж­ны быть равномерно распределены по всей площади печатной платы из расчета один конденсатор емкостью 0, 022 мкФ на группу из десяти микросхем. В качестве низкочастотных возможно применение конденсаторов типа К53-4, К50-6, а в ка­честве высокочастотных — КМ-6, К1 0-23 и т.д.

Изготавливать отдельные узлы и устройства приставок желательно в поряд­ке, приведенном при описании игр. Монтаж надо вести без лишней торопливости, аккуратно. На принципиальных схемах неиспользуемые выводы микросхем не по­казаны, при монтаже они не распаиваются. Некоторое снижение быстродействия и помехоустойчивости микросхем в этом случае на работе игровых приставок не сказывается. Разводка питания на микросхемы производится в соответствии с табл. 7. Расположение выводов для микросхем К133, К134, К 36, К155 показано на рис. 81, для микросхем К521САЗ — на рис. 82.

Таблица 7

Микросхема

Номер

Вывода

Микросхема

Номер

Вывода

5 B Общий 5 В Общий К136ЛА1-К136ЛА4 14 7 К136ТВ1 14 7 К133ЛА7 14 7 К136ТМ2 14 7 К133ЛА8 14 7 К133ИЕ2 6 10 К136ЛР1 14 7 К133ИЕ5 5 10 К136ЛРЗ 14 7 К133ИЕ7 16 8 К136ЛР4 14 7 К134КП10 4 11 К136ЛН1 14 7 К134ИД6 16 8

 

Рис. 81. Расположение выводов 14-выводных микросхем К136(а), 16-выводных микросхем К133, К134(б), 14-выводных микросхем К155(в), 16-выводных ми­кросхем К155 (г)

Рис. 82. Расположение выводов микро­схем К521САЗ

Рис. 83. Схема для просмотра сигнала х4 на экране телевизора и его изображение

 

Для регулировки узлов, а также проверки и контроля отдельных микросхем необходим осциллограф с полосой пропускания не менее 1 МГц. Просмотр им­пульсов ведется в режиме внешнего запуска как от кадровых (при просмотре горизонтальных линий или фрагментов изображения), так и от строчных синхро­низирующих импульсов (при просмотре вертикальных линий или фрагментов изображения). Только в этом режиме можно получить неподвижное засинхронизи-рованное изображение нужного сигнала, что значительно ускоряет поиск неисправ­ных элементов устройства или ошибок, допущенных при монтаже. Использование микросхем, отличных от приведенных в устройствах, потребует подбора некото­рых элементов, что также трудно сделать без осциллографа.

Любой сигнал, сформированный игровой приставкой, можно просмотреть на экране телевизора. Для этого импульсы подают на смеситель сигналов. На рис. 83 в качестве примера приведены схема для просмотра импульса х4 и соответствую­щее ему изображение на экране.

Большую помощь в налаживании приставок оказывают временные диаграммы работы отдельных узлов. Это основной источник, по которому можно объективно оценить правильность монтажа по принципиальным схемам.

 

Заключение

 

Вы познакомились с двумя игровыми приставками. Одна из них — " Хок­кей" — при умеренном числе корпусов микросхем (около 80) имеет простую схе­мотехнику и наиболее удобна для повторения. При этом не надо ограничиваться простым копированием устройства, а искать пути к дальнейшему совершенство­ванию как алгоритмов телевизионных игр, так и их потребительских качеств. Так, в " Хоккее" можно усложнить траекторию движения шайбы, сформировать с по­мощью графогенератора силуэты игроков, ввести время, горизонтальное переме­щение игроков и т.д. В " Скачках" может быть изменено расположение препятст­вий, их размер и число, введен разворот при достижении финиша, автоматическое изменение скорости движения препятствий, номера лошадей и т.д. Фантазия здесь ничем не ограничена. Конечно, улучшение качества должно достигаться минималь­ным числом дополнительных микросхем. Иначе лучше остановиться на достиг­нутом.

Постоянное совершенствование микроэлементной базы, в частности, примене­ние микропроцессоров и микропроцессорных наборов и использование гибких дисков и кассет с магнитной лентой для хранения программ компьютерных игр, создает возможности для развития и совершенствования телевизионных игр.

Список литературы

1. Шепотковский Л., Чарный М. Телеигра " Теннис и хоккей" // Радио. — 1978. — № 1. - С. 22-25.

2.    Бибиков М., Колпаков Ю. Телеигра " Морской бой" //Радио. — 1978. — № 9. — С. 17-20.

3.    Овечкин М. Универсальный телеигровой блок // Радио. — 1979. — № 3. — С. 45 — 48. -№ 4. -С. 45-48.

4. Горовиков В. Телеигра " ПВО — Воздушный бой" //Радио. — 1979. — № 1 0. — С. 44-49.

5.    Серый В. Приставка для телеигр//Радио. - 1982. — № 5. - С. 51-53.

6.    Гуглин И. Н. Телевизионные устройства отображения информации. — М.: Ра­дио и связь, 1 981.-200 с.

7.    Гуглин И. Н. Телевизионные игровые автоматы и тренажеры. — М.: Радио и связь, 1982. — 272 с., -

8.    Зельдин Е. А. Триггеры. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 96 с.

9.    Алексеико А. Г., Коломбет Е. А., Стародуб Г. И. Применение прецизионных аналоговых микросхем. — М.: Радио и связь, 1985. — 256 с.

10. Якубовский С. В., Барканов Н. А. и др. Аналоговые и цифровые интегральные микросхемы. — М.: Радио и связь, 1985. — 432 с.

11.Саулов А., Овечкин М., Муравин В., Фищенко В. Усовершенствование телеигр//Радио. - 1982. - № 7. - С. 26, 27.

12. Алексеев С. Применение микросхем серии 155// Радио. — 1977. — № 10. — С. 46 — 48. - № 5. - С. 37, 38.

13. Баранов В., Холопцев В. Телевизор отображает информацию// Радио. — 1978. — № 10. - С. 46-48. - № 11. - С. 44-48, - 1979. - № 1. - С. 37-40.

11. Тарабрин Б. В., Якубовский С. В. и др. Справочник по интегральным микросхе­мам. — М.: Энергия, 1980. - 816 с.

15. Овечкин М. Простые генераторы на микросхемах// Радио. — 1979. — № 7. — С. 31.

16. Овечкин М. Любительские телевизионные игры. — М.: Радио и связь, 1985. — 64 с.

Содержание

 

Предисловие ко второму изданию

Элементная база телевизионных игр

Комбинационные устройства

Триггеры

Счетчики

Компараторы

Вспомогательные узлы телевизионных игр

Генераторы сигналов

Расширители импульсов

Формирователи коротких импульсов

Блок питания

Вывод информации на экран телевизора

Формирование знаков

Вывод яркостной и цветовой информации

Синхрогенератор

Телевизионная игровая приставка " Хоккей"

Алгоритмы работы и структурная схема

Формирователь площадки

Формирователь игроков

Формирователь шайбы

Счетчики результата

Знакогенератор

Узел логических операций

Устройство электронного управления игр

Формирователь щелчка

Смеситель сигналов

Формирователь цветовых сигналов

Телевизионная игровая приставка " Скачки"

Алгоритм работы и структурная схема

Графогенератор

Счетчик зон и формирователь дорожек

Узел управления лошадью

Формирователь финиша

Формирователь препятствий

Узел положения лошади

Программный блок

Формирователь звуковых эффектов

Смеситель сигналов

Формирователь цветовых сигналов

Советы по изготовлению приставок

Заключение

Список литературы

 

УДК 621.327.13: 681.136.51

ББК32 844

0-31

 

Редакционная коллегия:

Б. Г. Белкин, С. А. Бирюков, В. Г. Борисов, В. М. Бондаренко, Е. Н. Гениш-та, А, В. Гороховский, С. А. Ельяшкевич, И. И. Жеребцов, В. Т. Поляков, А. Д. Смирнов, Ф, И. Тарасов, О. П. Фролов, Ю. Л. Хотунцев, Н. И. Чистяков

Рецензент А. М. ПИЛТАКЯН

Овечкин М. А.

 

Любительские телевизионные игры. -2-еизд., перераб. и доп. -М.: Радио и связь, 1989. - 72 с: (Массовая радиобиблиотека Вып. 1135).

ISBN 5-256-00203-1.

 

Знакомит читателей с увлекательным направлением бытовой электрони­ки - телевизионными игровыми приставками. Описаны принципы построе­ния таких устройств, схемотехнические решения. Приведены описания двух телевизионных приставок разной степени сложности. Первое издание вышло в 1985 г. Материал настоящего издания дополнен сведениями о налаживании отдельных узлов и приставок в целом.

Для широкого круга радиолюбителей.

 23002020200-026

О-------------- 80-89

 046(01)-89

ББК 32 844

ISBN 5-256-00203-1

 

 

Научно-популярное издание

Массовая радиобиблиотека.

Вып. 1135

 

МИХАИЛ АЛЕКСЕЕВИЧ ОВЕЧКИН

ИБ№1849

 

Подписано в печать с оригинала-макета 7.12.88. Т-21844. Формат 60X90/16. Бумага писчая № 1. Гарнитура " Универс". Печать офсетная. Усл. печ. л. 4, 5. Усл. кр.-отт. 4, 75.      Уч.-изд. л. 5, 66.      Тираж 100 000 экз.      Изд. № 22449 Зак.№7260.          Цена 45 к.

Издательство " Радио и связь". 101 000 Москва, Почтамт, а/я 693

Тираспольская фабрика офсетной печати Госкомиздата Молдавской ССР, г. Тирас­поль, ул. 25 Октября, 99

 

OCR Pirat

 

 

М.А.ОВЕЧКИН

ЛЮБИТЕЛЬСКИЕ ТЕЛЕВИЗИОННЫЕ ИГРЫ

 

© Издательство " Радио и связь", 1985

©Издательство " Радио и связь", 1989, с изменениями.

 

Предисловие ко второму изданию

 

Телевизионные игровые приставки как новое направление в бытовой электронике появились в начале 70-х годов. Интерес к телевизионным играм по­стоянно растет. Быстрое развитие микроэлектроники и массовый выпуск микро­схем широкого применения открывают возможность каждому радиолюбителю, знакомому с основами телевидения и элементами алгебры логики, повторить из­вестные и разработать новые интересные телеигры. Комбинируя серии логичес­ких элементов К133, К134, К136, К155, К176, К555, К561, К564, можно выполнить телеигру любой сложности.

Практика применения любительских игровых приставок показывает, что наи­большей популярностью пользуются игровые ситуации типа " Хоккей" и " Скачки". В игре " Хоккей" определенный интерес вызывает состязание с командой, которая автоматически управляется устройством, находящимся внутри приставки. Управ­ляющая программа может быть построена таким образом, что " электронная" команда быстро распознает слабого или сильного противника и в зависимости от этого строит сврю игру. В игре " Скачки" могут выполнять " заезд" одновременно до четырех наездников. Стремительное развитие действия, звуковые эффекты, азарт гонки — все это делает игру зрелищной и динамичной.

В основу брошюры положен практический опыт, приобретенный автором при создании и отработке данных игр. В брошюре дается не только описание схемотех­нических решений игровых устройств, но и описание работы отдельных логических схем и вспомогательных узлов. Это облегчает использование брошюры читателям, недостаточно подготовленным в области цифровой техники. Как правило, боль­шинство узлов, выполненных на цифровых микросхемах, налаживания не требуют.

Учитывая многочисленные пожелания читателей, во втором издании книги под­робней рассмотрены вопросы налаживания как отдельных узлов, так и приставок в целом.

Телевизионные игры являются первым, начальным шагом в освоении радиолю­бителями цифровой техники.и в дальнейшем значительно облегчат понимание ра: боты игровых компьютерных программ. Познакомившись с книгой, радиолюби­тели смогут не только повторить описанные конструкции, но и заняться самостоя­тельным творчеством.

 


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2019-06-09; Просмотров: 187; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.936 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь