Для подальшого збільшення числа граючих апаратні витрати істотно зростають: на кожного грає додається RS-тригер з підключеною до нього кнопкою реакції і на 1 збільшується число входів елемента DD31

При значному збільшенні числа граючих (наприклад, * до 7) мінімізувати апаратні витрати можливо, використовуючи схему на рис 30 У цьому автоматі забезпечена також цифрова індикація номера граючого, який здобув перемогу або порушив правила Пристрій працює таким чином При натисканні кнопки SB1 «Скидання» тригери DD61, DD62 встановлюються в нульовий стан і світлодіоди HL1 «Старт» і HL2 «Порушення правил» гаснуть Тригер DD41 встановлюється в одиничний стан, і високим рівнем з його прямого виходу дозволяється робота генератора на елементах DD31-DD33 Низький рівень з інверсного виходу тригера DD41 надходить на вхід гасіння дешифратора DD5, і індикатор HG1 гасне

Гра починається з натискання суддею кнопки SB9 «Старт» За рахунок «коливання» на С-вході тригер DD61 встановлюється в одиничний стан, так як на його інформаційний вхід подано високий рівень з інверсного виходу тригера DD62 Високим рівнем з прямого виходу тригера DD61 спалахує світлодіод HL1 «Старт» Завдання гравців можливо б

Стрей натиснути на кнопку реакції За рахунок подачі імпульсів високої частоти (близько 1 кГц) на вхід лічильника DD2 його вихідний код монотонно змінюється від ТОВ до 111 Лічильник багаторазово переповнюється При ненажатом кнопках реакції грають на виході мультиплексора DD3 формується високий рівень Як тільки хтось з граючих (наприклад, четвертий) натисне кнопку SB5, то при адресному коді 100 на виході мультиплексора зявиться низький рівень Тригер DD41 встановиться в нульовий стан, низьким рівнем з його прямого виходу заблокується тактовий генератор Код на виході лічильника DD2 залишається незмінним (100) Дешифратор DD5 перетворює двійковий код з виходу лічильника в семисегментний Високим рівнем з інверсного виходу тригера DD41 знімається гасіння з дешифратора DD5, і на індикаторі HG1 висвічується цифра 4, яка свідчить про те, що першим натиснув кнопку реакції четвертий гравець При палаючому світлодіоді HL1 «Старт» на індикаторі HG1 висвічується номер переможця серед граючих Позитивний перепад напруги на вході З тригера DD62, що виникає після встановлення тригера DD41 в нульове стан, не змінить стан тригера, оскільки на його D-вхід поданий низький рівень Для відновлення гри слід натиснути кнопку «Скидання»

Якщо ж хтось із граючих, наприклад, другий, натисне кнопку SB3 до того, як загориться світлодіод «Старт», то в цьому випадку при появі на виході лічильника DD2 коду 010 напруга на виході мультиплексора DD3 приймає низький рівень Тригер DD41 встановлюється в нульовий стан, блокуючи тактовий генератор на елементах DD31-DD33 Вихідний код лічильника не зміниться і залишиться рівним 010 За рахунок позитивного перепаду напруги на інверсному виході тригера DD41 тригер DD62 встановиться в одиничний стан, так як на його інформаційний вхід подано високий рівень Спалахує світлодіод HL2 «Порушення правил» Високим рівнем з інверсного виходу тригера DD41 дозволяється робота дешифратора DD5, і на індикаторі HG1 висвічується цифра 2м Одночасне світіння світлодіода «Порушення правил» та номери гравця на індикаторі HG1 свідчить про порушення правил другим гравцем

Якщо у подальшому суддя таки натисне кнопку «Старт», то стан тригера DD61 і органів індикації не зміниться, так як на вхід D тригера поданий низький рівень Для відновлення гри, як і колись, треба натиснути кнопку SB1 «Скидання»

Вдосконалимо ігровий автомат, істотно розширивши його функціональні можливості По-перше, зробимо предявлення світлового подразника автоматичним і за випадковим законом По-друге, з метою оцінки психофізіологічних особливостей граючих забезпечимо вимір часу реакції переможця в кожній спробі У третьому, забезпечимо запамятовування результатів гри в циклі з 16 спроб з можливістю відтворення (Після завершення ігрового циклу) результатів кожної спроби Остання функція робить гру або психофізіологічні дослідження повністю автоматизованими, виключаючи участь судді або оператора [39]

Конструктивно ігровий автомат містить два блоки: ігровий блок і блок памяті, передні панелі яких зображені на рис31 а і Е1б , До ігрового блоку підключені чотири пульта граючих, на Каїди з яких встановлена ​​кнопка реакції Автомат функціонує за наступним алгоритмом Перед початком гри перемикач режиму встановлюють у положення «Випробування» Цифрові індикатори в блоці памяті гаснуть По натискання кнопки «Скидання» гаснуть всі світлодіоди на передній панелі ігрового блоку Потім після відпускання кнопки «Скидання» за випадковим законом спалахує світлодіод «Старт» Завдання гравців після загоряння світлодіода «Старт» можливо швидше натиснути кнопку на своєму пульті У випадку вдалої спроби на панелі ігрового блоку загоряється світлодіод, індиціюється гравця-переможця Якщо ж у якійсь із наступних спроб хтось з граючих натисне кнопку на своєму пульті в паузі між предявленням подразника, то загоряться світлодіоди «Порушення правил» і грає, вчинила помилку

б)

Рис 31 Передні панелі автомата «Хто перший» · а ігровий блок б блок памяті

Після завершення ігрового циклу з 16 спроб тумблер «Режим» перемикають в положення «Перегляд» і, змінюючи положення перемикача «Спроби», на світлодіодних і цифрових індикаторах блоку памяті, відтворюють результати кожної з 16 спроб

Функціональна схема автомата зображена на рис 32, тимчасові діаграми напруг на елементах схеми наведені на рис 33 Пристрій працює таким чином Перед початком гри перемикач режиму встановлюють у положення «Випробування» Низьким рівнем на вході гасіння дешифратора DC гаситься цифровий індикатор часу реакції в блоці памяті По натискання кнопки «Скидання» обнуляються лічильники спроб СТП і часу СТХ На виході генератора випадкових інтервалів (ГСИ) формується низький рівень, і світлодіод «Старт» гасне На виході пристрою блокування (УБ) встановлюється високий рівень, дозволяє роботу ГСИ Блок реєстрації (БР) встановлюється в початковий стан, при якому на виходах tT-5 формуються низькі рівні, а на виході 6 високий Крім того, низький рівень формується на виході, до якого підключені рухливі контакти всіх кнопок реакції граючих На адресні входи оперативного памяті (ОЗУ) через мультиплексор MX з виходу лічильника спроб подається нульовий код За відпускання кнопки «Скидання» дозволяється робота ГСИ Після формування імпульсу на його виході спалахує світлодіод «Старт» і імпульси з періодом 1 мс з виходу генератора, що задає (ЗГ) через комутатор надходять на вхід лічильника врбмені СТт Якщо хтось із граючих (наприклад, другий) натисне кнопку реакції на своєму пульті в момент ti, коли світлодіод-подразник світиться, то на виході 3 блоку реєстрації та загальному висновку кнопкових перемикачів граючих будуть сформовані високі рівні, а на виході 6ї БР низький рівень На передній панелі ігрового блоку загориться світлодіод «Ігр2» Подача імпульсів з виходу ГТ на вхід лічильника СТХ припиниться На виходах цього лічильника формується двійковій-десятковий код часу реакції переможця в даній спробі Наступні натискання кнопок на пультах інших граючих під час світіння світлодіода-подразника не змінять стан індикаторів в ігровому блоці Зрізом імпульсу з виходу ГСИ запускається формувач імпульсів F1 На його виході формується імпульс негативної полярності тривалістю 1 .. 15 с, при подачі якого на вхід «Запис-Читання» в оперативний пристрій записується код результату випробувань у першій спробі Протягом імпульсу формувача F1 на передній панелі ігрового блоку индицируются результати випробувань в кожній спробі По фронту імпульсу F1 запускається формувач імпульсів F2 На його виході формується короткий імпульс негативної полярності Через елемент АБО імпульс з виходу F2 надходить на вхід скидання лічильника СТт і обнуляє його, а також на вхід скидання блоку реєстрації, встановлюючи вказаний блок в початковий стан По фронту цього імпульсу код лічильника СТП збільшується на 1 Якщо у другій спробі хтось з граючих (наприклад, четвертий) натисне кнопку реакції на своєму пульті в момент i2 до загоряння світлодіода «Старт», то високий рівень зявиться на виходах 1 і 5ї блоку реєстрації, і загоряться світлодіоди «Ігр4» і «Порушення правил» в ігровому блоці Низьким рівнем з виходу 6 БР блокується подача імпульсів з виходу ЗГ через ком

мутатори на вхід CTt Вимірювання часу реакції у цій спробі не відбувається Як і в попередній спробі, зрізом імпульсу ГСИ запускається формувач F1 При подачі імпульсу з виходу F1 на вхід запису ОЗУ в нього заносяться коди з виходів БР і СТХ Якщо ж на інтервалі t3-U жоден з гравців не натисне кнопку на пульті, то по завершенню спроби жоден з світлодіодів в ігровому блоці не світиться, а в ОЗУ заноситься код інтервалу часу, відповідного тривалості імпульсу ГСИ

Після 16-ї спроби лічильник спроб обнуляється Негативним перепадом з виходу старшого розряду цього лічильника пристрій блокування встановлюється в нульовий стан Низьким рівнем з виходу УБ блокується генератор випадкових інтервалів, і імпульси на його виході в подальшому не формуються Відповідно, не формуються імпульси формувачами F1 і F2, світлодіод «Старт» не світиться Випробування завершені У пристрої передбачена можливість відтворення результатів випробувань в кожній з 16 спроб Для цього перемикач режиму встановлюють у положення «Перегляд» У цьому випадку на адресні входи ОЗУ через мультиплексор MX подається двійковий код з виходу перемикача спроб SA1, гасіння з дешифратора DC знімається Змінюючи код на виході цього перемикача від 0000 до 1111, за допомогою світлодіодів «Ігр1» – «Ігр4», «Порушення правил» і цифрового індикатора «Реакція, мс» у блоці памяті индицируют результати гри в кожній спробі

Для відновлення випробувань необхідно перемикач режиму поставити в положення «Випробування» і натиснути кнопку «Скидання»

Принципова схема автомата зображена на рис 34а, б Генератор випадкових інтервалів містить допоміжний генератор на елементах DD21-DD23, лічильники DD1 і DD3, логічні елементи DD113, DD114 і формувач імпульсів DD41, до виходу якого підключений світлодіод «Старт» Формувачі F1 і F2 реалізовані, відповідно, на елементах DD42 і DD51 На мікросхемі DD6 виконаний лічильник спроб, а на елементі DD24 і триггере DD71 пристрій блокування Блок реєстрації містить тригери DD8, DD9, DD72, елементи DD101 і DD121, формувач імпульсів DD52 Мультиплексор MX виконаний на мікросхемі DD13, а комутац ^ р на елементах DD122 і DD102 Лічильник часу СТт реалізований на мікросхемах DD16, DD20, DD24, оперативний пристрій на мікросхемах DD14, DD15, DD17, DD21 і DD25 Дешифратор DC виконаний на мікросхемах DD18, DD19 DD22, DD23, DD26 Час реакції відображається на цифрових індикаторах HG1HG3 До виходів ОЗУ DD14, DD15 підключені світлодіод HL7 «Порушення правил» і світлодіоди HL8-HL11, індиціюється граючого, який першим зреагував на світловий подразник

Автомат працює таким чином Як вже зазначалося вище, перед грою перемикач SA2 встановлюють у положення «Випробування» На адресний вхід мультиплексора DD13 подається низький рівень, що забезпечує передачу на вихід MX інформації з виходу лічильника спроб DD6 Потім при натисканні на кнопку SB1 «Скидання» високим рівнем з нормально-замкнутого контакту обнуляється лічильник DD6, а найнижчим рівнем з нормально-разомкнутого контакту кнопки тригер DD71 встановлюється

Рис 34 (початок)

6)

Рис 34 Принципова схема ігрового автомата «Хто перший»: а ігровий блок б блок памяті

в одиничний стан Крім того, високим рівнем з виходу елемента DD111 обнуляються лічильники DD16, DD20, DD24 Низьким рівнем з виходу елемента DD112 тригери DD72 DD81, DD82, DD91, DD92 встановлюються в нульовий стан За рахунок подачі на входи елемента DD101 високих рівнів з інверсних виходів тригерів DD81, DD82, DD91, DD92 на виході елемента формується низький рівень Низьким рівнем з виходу елемента DD114 здійснюється попереднє встановлення лічильника DD3

Імпульси допоміжного генератора DD21-DD23 з частотою кілька кілогерц надходять на вхід лічильника DD1 з коефіцієнтом рахунку 4, багаторазово його переповняючи Так як на інформаційні входи лічильника DD3 подається інформація D8 = 0, D4 = 1, а на входах D1, D2 код змінюється від 00 до 11, то після відпускання кнопки SB1 в лічильник заноситься випадковий код від 0100 до 0111, і дозволяється його робота в рахунковому режимі На віднімає вхід лічильника DD3 подаються тактові імпульси з періодом 1 с Як тільки на виході перенесення £ 0 лічильника DD3 зявиться низький рівень, запускається формувач імпульсів DD41 ^ на його виході генерується імпульс тривалістю ті* 800 мс Протягом цього часу горить світлодіод HL1 «Старт» Тривалість хі не повинна перевищувати 1с максимального часу реакції, реєстрованого пристроєм За рахунок подачі низького рівня з інверсного виходу формувача DD41 через елементи DD113, DD114 на вхід S лічильника DD3 забезпечується чергова предустановка лічильника в стан, при якому його вихідний код равновероятно приймає значення від 0100 до 0111 Таким чином, на виході формувача DD41 генерується імпульс тривалістю ті з періодом повторення 4 .. 7 с, і кроком 1 с Випадковість інтервалу предявлення світлового подразника обумовлена ​​тим, що частота допоміжного генератора багато вище частоти тактових імпульсів і некратні їй

За рахунок подачі високого рівня на перший і другий входи елемента DD102 імпульси з періодом 1 мс з виходу ГГ відразу після загоряння світлодіода «Старт» починають надходити через елемент DD102 на вхід лічильника часу (DD16, DD20, DD24) Починається відлік часу Якщо відповідно до умов гри хтось з граючих (наприклад, третій) швидше за інших зреагує на предявлення світлового подразника і натисне кнопку SB4 на своєму пульті, то за рахунок подачі низького рівня на вхід S тригер DD91 встановиться в одиничний стан, і загориться світлодіод HL4 «ІгрЗ» Відповідно, на виході елемента DD101 зявиться високий рівень, блокуючий кнопки всіх граючих Наступні натискання кнопок SB2-SB5 в даній спробі не змінять стану тригерів DD8, DD9 За рахунок подачі високого рівня з виходу елемента DD101 на вхід елемента DD122 на другому вході елемента DD102 формується низький рівень, блокуючий проходження імпульсів ГТ на вхід лічильника часу Відлік часу припиняється, і на виходах лічильників DD16, DD20, DD24 формується код часу реакції граючого-переможця в даній спробі Позитивним перепадом на виході елемента DD101 запускається формувач імпульсів DD52, і на його виході генерується короткий імпульс позитивної полярності Однак, якщо це відбувається під час імпульсу на виході DD41, стан тригера DD72 не змінюється

Зрізом імпульсу на виході Q формувача DD41 запускається

формувач DD42 На виході Q формується імпульс негативної полярності, що надходить на вхід W мікросхем ОЗУ і забезпечує запис в ОЗУ (DD14, DD15) інформації з виходів тригерів DD81, DD82, DD91, DD92, DD72 У ОЗУ DD17, DD21, DD25 заноситься код з виходів лічильника часу DD16, DD20, DD24 Протягом імпульсу з виходу DD42 забезпечується індикація результатів спроби на індикаторах HL2-HL6 в ігровому блоці Зрізом імпульсу позитивної полярності з виходу Q формувача DD42 запускається формувач DD51, і на його виході

Q генерується короткий імпульс низького рівня, який після проходження через елементи DD111 і DD112 встановлює тригери DD72, DD8, DD9 в нульовий стан Світлодіод HL4 «ІгрЗ» гасне Імпульсом позитивної полярності з виходу елемента DD111 обнуляються лічильники DD16, DD20, DD24 Зрізом імпульсу з прямого виходу формувача DD51 ​​код на виході лічильника DD6 і адресних входах ОЗУ збільшується на 1

Якщо в одній з подальших спроб хтось з граючих, наприклад, перший, натисне кнопку реакції на своєму пульті до загоряння світлодіода HL1 «Старт», то тригер DD81 встановиться в одиничний стан, і загориться світлодіод HL2 «Ігр1» На виході елемента DD101 зявиться високий рівень, і кнопки всіх граючих блокуватимуться Низьким рівнем на виході елемента DD122 забороняється проходження імпульсів ГТ через елемент DD102 на вхід лічильника часу Відліку часу в цій спробі не відбувається Позитивним перепадом напруги на виході елемента DD101 запускається формувач DD52, і імпульс негативної полярності з виходу елемента DD121 встановлює тригер DD72 в одиничний стан Спалахує світлодіод HL6 «Порушення правил», що враховуючи одночасне з цим світіння світлодіода HL2 «Ігр1», свідчить про порушення правил першим граючим Як і в попередніх спробах, по спаду імпульсу на прямому виході формувача DD41

знову запуститься формувач DD42 Імпульсом з виходу Про цього формувача інформація з виходів тригерів DD72, DD8, DD9 і лічильників DD16, DD20, DD24 запишеться в ОЗУ Зрізом імпульсу з прямого виходу формувача DD42 запуститься формувач DD51Ha його виході формується імпульс, що встановлює тригери DD72, DD8, DD9 в нульовий стан, обнуляє лічильники DD16, DD20, DD24 і збільшує на 1 код лічильника спроб DD6 Світлодіоди HL2 і HL6 гаснуть Починається формування інтервалу чергової спроби

Таким чином, на кожному інтервалі предявлення світлового подразника спочатку результати спроби відображаються на світлодіодах HL2-HL6, на виходах лічильника часу формується код часу реакції переможця в даній спробі Потім ця інформація заноситься в ОЗУ, після чого блок реєстрації встановлюється в початковий стан, а код лічильника спроб збільшується на 1

Після 16-ї спроби на виході старшого розряду лічильника DD6 формується негативний перепад напруги За рахунок позитивного перепаду напруги на вході З тригера DD71 при низькому рівні на його

D-вході тригер встановлюється в нульовий стан Низьким рівнем з виходу тригера DD71 блокується формувач імпульсів DD41 Імпульси на виході ГСИ в подальшому не формуються, предявлення світлового подразника не відбувається Гра завершена

Для відтворення результатів гри в кожній спробі необхідно перевести перемикач SA2 в положення «Перегляд» При цьому знімається гасіння з дешифраторів DD19, DD22, DD26 За рахунок подачі високого рівня на адресний вхід мультиплексора DD13 на його вихід і адресні входи ОЗУ подається код з виходу перемикача SA1 При зміні положення цього перемикача і подачі кодів від 0000 до 1111, на індикаторах HL7-HL11, HG1-HG3 будуть відтворюватись результати гри в кожній спробі

Апаратні витрати в розглянутій схемі можна дещо зменшити, реалізувавши дешифратори у вимірювачі часу реакції на ПЗУ К155 РЕЗ У цьому випадку можна виключити інвертори DD18, DD23 Коди програмування ПЗУ наведено в табл 14

Таблиця 14

Пекло

рес

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

А

У

З

D

Е

F

0

FF

FF

FF

FF

FF

FF

90

80

F8

82

92

99

ВО

А4

F9

СО

1

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

FF

Слід зазначити, що розглянутий ігровий автомат можна використовувати і для проведення психофізіологічних досліджень швидкості реакції на одиночний світловий подразник У цьому випадку до автомата підключається тільки один пульт пульт випробуваного У процесі випробувань автоматично реєструються вдалі спроби і помилки, вимірюється час реакції на світловий подразник у вдалих спробах Після завершення випробувань фіксують результати і проводять їх статистичну обробку

Джерело: Фромберг Е М, Конструкції на елементах цифрової техніки М: Гаряча лінія-Телеком, 2002 264 с: Ил (Масова радіобібліотека Вип 1249)