Dot Jump Game (Arduino ашиглахгүйгээр): 6 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Тойм

Сайн байна уу! Би бол Шиванш, IIIT-Хайдарабад сургуулийн оюутан. Би Google Chrome -ийн Үлэг гүрвэлийн үсрэлт тоглоомоос санаа авсан тоглоомыг зааж өгсөн анхныхаа хамт энд байна. Тоглоом нь энгийн: оноо авахын тулд ирж буй саад бэрхшээлийг даван туулах. Хэрэв та мөргөлдвөл та ялагдаж, оноо дахин сэргээгдэнэ.

Энэхүү төслийн онцлох онцлог нь Arduino болон бусад микроконтроллер ашиглагдаагүй явдал юм. Энэ нь зөвхөн үндсэн цахилгаан бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс гаралтай бөгөөд логик диаграм гэх мэт тусламжтайгаар Finite State Machines (FSMs) -ийг хэрэгжүүлэхтэй холбоотой юм.

Сонирхож байна уу? Эхэлцгээе.

Урьдчилсан нөхцөл:

• Резистор, конденсатор, нэгдсэн хэлхээ (IC) гэх мэт цахилгаан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн талаархи үндсэн мэдлэг.
• Логик Гейтсийн талаархи үндсэн мэдлэг (AND, OR, NOT гэх мэт)
• Flip-Flop, Counter, Multiplexer гэх мэт ажлын талаархи мэдлэг.

ТАЙЛБАР: Дээр дурдсан урьдчилсан нөхцөл нь төслийн бүх ажлыг ойлгоход зориулагдсан болно. Үүний талаар гүнзгий мэдлэггүй хүн зааварчилгааны дагуу алхам алхмаар төслийг барьж болно.

Алхам 1: Ажлын загварыг боловсруулах

Эхний ажил бол төслийн ажлын загварыг бий болгох явдал юм. Зөвхөн дараа нь бид төсөлд шаардлагатай материалыг шийдэж чадна. Төслийг бүхэлд нь гурван хэсэгт хувааж болно.

1-р хэсэг: Саад бэрхшээлийг бий болгох

Нэгдүгээрт, бид цэгийг дайран өнгөрөхөд санамсаргүй саад бэрхшээлийг бий болгох хэрэгтэй. Саад тотгорууд нь LED массивын нэг үзүүрээс нөгөө зах руу шилжих цэгийн импульс хэлбэртэй байх болно.

Саад тотгор учруулахын тулд бид хоёр Таймерын хэлхээг ашигладаг (хэлхээний диаграмыг хавсаргасан), нэг нь өндөр давтамжтай (HF таймер), нөгөө нь бага давтамжтай (LF таймер). "Санамсаргүй байдал" хэсгийг HF таймер удирддаг бөгөөд гаралтыг LF таймерын өсөн нэмэгдэж буй ирмэг бүрт хардаг (үүнийг CLK оролт болгон авдаг). Саад бэрхшээл үүсгэх заавар нь LF Timer -ийн өсөн нэмэгдэж буй ирмэг бүрт байгаа HF Timer -ийн төлөв байдлыг хэлнэ (1 -> Саад үүсгэх | 0 -> Саад болохгүй). HF Timer нь санамсаргүй саад бэрхшээлийг бий болгохын тулд "JUMP" болгонд дахин тохируулдаг. HF таймерын гаралтыг D Flip Flop-ийн D оролт хэлбэрээр (дараагийн мөчлөгийн зааврыг хадгалах зориулалттай) CLK оролттой LF таймерын гаралт хэлбэрээр өгдөг.

Саад бэрхшээл үүсгэх хоёртын зааврыг гаргасны дараа бид LED массив дээр "саадны импульс" үүсгэх хэрэгтэй. Бид үүнийг 4 битийн тоолуурын тусламжтайгаар хийдэг бөгөөд гаралтыг 4х16 хэмжээтэй demultiplexer (DeMUX) өгдөг. DeMUX -ийн гаралт нь тус тусын 16 LED -ийг гэрэлтүүлэх болно.

2-р хэсэг: JUMP

JUMP үйлдлийн хувьд бид дарах товчлуурын оролтыг заавар болгон авах болно. Зааврыг өгсний дараа шугамын объектын LED гэрэл асахаа больж, өөр нэг LED нь гэрэлтэж байгаа нь үсрэлтийг илтгэнэ.

3-р хэсэг: Үр дүн

Үр дүн нь ийм байх болно: Хэрэв объект сүйрвэл тоглоомыг дахин тохируулна уу; өөрөөр хэлбэл оноог нэмэгдүүлэх.

Мөргөлдөөнийг саад бэрхшээлийн газрын байрлалыг илэрхийлэх саад бэрхшээлийн дохио болон объектын дохио гэж хоёуланг нь илэрхийлж болно. Хэрэв мөргөлдөхгүй бол цэгийн тоолуурыг 7 сегмент бүхий хос дэлгэц дээр харуулдаг.

Алхам 2: Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг цуглуулах

Шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь дараах байдалтай байна.

• PCB x 1, Breadboard x 3
• LED: Ногоон (31), Улаан (1), BiColor: Улаан+Ногоон (1)
• Хэвлэх товчлуур x 2
• 7 сегментийн дэлгэц x 2
• IC 555 x 3 [таймерын хэлхээний хувьд]
• IC 7474 x 1 (D FlipFlop)
• IC 7490 x 2 (Арван жилийн тоолуур) [оноог харуулахын тулд]
• IC 7447 x 2 (BCD-ээс 7 сегментийн декодер хүртэл) [оноог харуулах зориулалттай]
• IC 4029 x 1 (4 битийн тоолуур) [саадыг харуулах зориулалттай]
• IC 74154 x 1 (DeMUX) [саадыг харуулах зориулалттай]
• IC 7400 x 3 (хаалга биш)
• IC 7404 x 1 (NAND хаалга)
• IC 7408 x 1 (ба хаалга)
• IC залгуур
• Хүчдэлийн эх үүсвэр (5V)

Шаардлагатай хэрэгсэл:

• Гагнуурын төмөр
• Утас таслагч

Алхам 3: Саад тотгор бий болгох: А хэсэг

Нэгдүгээрт, бид саад үүсгэх дохио (HIGH/LOW) үүсгэх таймерын хэлхээг тохируулах хэрэгтэй.

Уг хэлхээг өмнө дурдсан онолын дагуу тохируулна. Үүнтэй ижил төстэй схемийг дээр хавсаргасан болно. Уг хэлхээг талхны самбар дээр гүйцэтгэдэг (хэдийгээр үүнийг ПХБ дээр ч хийж болно) дараах байдлаар:

• Хоёр 555 IC ба D Flip Flop (IC 7474) -ийг талхны хавтангийн хуваагуур дээр байрлуулж, хооронд нь хоосон зай (4-5 багана) байрлуулна.
• Талхны хавтангийн дээд эгнээг хүчдэлийн эх үүсвэрийн эерэг терминалтай холбож, доод мөрийг сөрөг терминалтай холбоно уу.
• Цахилгаан хэлхээний дагуу нэмэлт холболт хийх. Шаардлагатай холболтыг хийсний дараа хэлхээ нь дээр хавсаргасан зурагтай төстэй байх болно.

ТАЙЛБАР: R1 ба R2 эсэргүүцэл ба С багтаамжийн утгыг дараах томъёогоор тооцоолно.

T = 0.694 x (R1 + 2 * R2) * C

хаана T шаардлагатай Цагийн хугацаа.

D = 0.694 x [(R1 + R2)/T] *100

энд D нь үүргийн мөчлөг, өөрөөр хэлбэл ON цагийн нийт хугацааны харьцаа юм.

Энэ төсөлд Өндөр давтамжийн таймерын хувьд T = 0.5 сек, Бага давтамжийн таймерын хувьд T = 2 сек.

Алхам 4: Саад тотгор үүсгэх: Б хэсэг

Саад тотгорыг хэзээ үүсгэхээ мэддэг болсон тул одоо үүнийг харуулах хэрэгтэй. Бид 4 битийн тоолуур, демультиплексор, таймер, 16 LED-ийн массивыг ашиглах болно. Яагаад 16 гэж? Учир нь бид тоолуурын 4 битийн гаралтыг demultiplexer ашиглан 16 LED дээр буулгах болно. Энэ нь тоолуурыг 0 -ээс 15 хүртэл тоолох бөгөөд demultiplexer нь тухайн индекстэй LED -ийг асаах болно гэсэн үг юм.

Таймерын үүрэг бол тоолох хурд, өөрөөр хэлбэл саад бэрхшээлийн хөдөлгөөний хурдыг зохицуулах явдал юм. Саад бэрхшээл нь таймерын нэг цагийн хугацаанд нэг байрлал руу шилжих болно. Та өөр өөр хурдыг авахын тулд өмнөх алхам дээрх тэгшитгэлийг ашиглан R1, R2, C өөр өөр утгуудаар тоглож болно.

LED матрицын хувьд нийтлэг үндэслэл бүхий шугаман хэлбэрээр 16 LED гагнах. LED бүрийн эерэг терминал нь DeMUX -тэй холбогддог (DEMUX нь LOW гаралтыг өгдөг тул NOT gate ашиглан урвуу хийсний дараа).

Үүнтэй ижил төстэй схемийг дээр хавсаргасан болно.

Алхам 5: JUMP ба RESULT

Дараагийн зүйл бол үсрэх үйлдэл юм. Үсрэлтийг харуулахын тулд өөр өнгийн LED -ийг матрицын дээр байрлуулаад газардуулаад +ve терминалыг товчлуур дээр хавсаргана уу. Товчлуурын нөгөө үзүүрийг хүчдэлийн эх үүсвэрт холбоно уу.

Түүнчлэн, өмнөх товчлуурын хажууд байрлуулсан өөр товчлуурыг аваад түүний терминалуудын нэгийг +5V -д холбоно уу. Нөгөө терминал нь NAND Gate (IC 7404) руу ордог бөгөөд NAND Gate -ийн нөгөө оролт нь JUMP LED (өөрөөр хэлбэл объектын LED) доор байрлах LED -ийн оролт болно. NAND Gate -ийн гаралт нь онооны тоолуурын RESET (BCD тоологчдын PIN 2 ба 3) руу ордог. Үүний тусламжтайгаар бид OBJECT LED (үндсэн байрлалд) дохио болон OBSTACLE дохиог хоёуланг нь, өөрөөр хэлбэл объект ба саад мөргөлдсөн тохиолдолд оноог дахин тохируулна.

Хоёр товчлуурыг хоёуланг нь дарж байгаа эсэхийг баталгаажуулахын тулд тодорхой зохицуулалт хий. Та зоос ашиглаж, товчлууруудыг хоёуланг нь наалдуулж болно.

Онооны тоолуурыг тохируулахын тулд дээр хавсаргасан хэлхээний диаграмыг дагана уу (Зургийн эх сурвалж: www.iamtechnical.com).

ТАЙЛБАР: Саадтай мөргөлдөх тохиолдолд оноог дахин тохируулахын тулд 2 ба 3 -р зүүг NAND Gate гаралт руу холбоно уу

Алхам 6: Аз жаргалтай тоглох

Ингээд л боллоо. Та төслөө дуусгалаа. Сайхан харагдахын тулд та түүнд зарим өнгөлгөө нэмж болно. Амралт сайхан байна.

БАЯРЛАЛАА.. !!