Содержание

Предисловие 3
I. Электронные автоматы и игры 5
1.1. Простейшие игровые автоматы и устройства 5
1.2. Электронные отгадчики 13
1.3. Автоматические светодинамические установки 22
1.4. Музыкальные шкатулки 32
1.5. Игровой автомат «Кто первый?» 42
1.6. Игровой автомат «Падающая звезда» 58
1.7. «Электронные салки» 64
1.8. Игровой автомат «Волейбол» 70
1.9. Игровой автомат «Теннис» 78
1.10. Электронная игра «Тир» 87
1.11. Игровой автомат «Охота» 97
1.12. Логические игры 108
1.13. Электронная игра Баше 118
1.14. Вечный календарь 124

II. Электронные автоматы в школе 131
2.1. Электронные светофоры 131
2.2. Автоматы для контроля знаний 134
2.3. Автоматы для демонстрации процесса формирования
условного рефлекса у животных 154
2.4. Учебная модель ЭВМ 158
2.5. Программаторы учебного времени 163

III. Электронные автоматы для спорта, кабинетов
Профориентации 178
3.1. Рефлексометр «Цвет» 178
3.2. Рефлексометр «Реакция» 190
3.3. Рефлексометр «Ритм» 195
3.4. Рефлексометр РДО 207
3.5. Тестер «Временные интервалы» 219
3.6. Треморометр 225
3.7. Прибор «Теппинг-тест» 226
3.8. Приборы для исследования свойств внимания 236

IV. Практические рекомендации по изготовлению устройств
на цифровых интегральных микросхемах 251
Заключение 259
Список литературы 260


I. ЭЛЕКТРОННЫЕ АВТОМАТЫ И ИГРЫ

Компьютерная техника прочно вошла в наш быт, сферу досуга, развлечений. На прилавках наших магазинов появились интересные электрифицированные игры и электронные игрушки, занимательные игровые приставки к бытовым телевизорам, неизменно вызывающие восторг ребят, готовых, забыв обо всем на свете, увлеченно соревноваться в игровом единоборстве. Игра всегда была одним из эффективнейших и важнейших средств не только развлечения, но и обучения, воспитания.
Электронные игры и автоматы обогащают подрастающее поколение элементарными техническими знаниями, влияют на становление тех качеств личности, которые так необходимы для будущей трудовой деятельности. У многих ребят появляется желание познать понравившуюся им «машину», а потом и самим собрать подобную или наделить игрушку какими-то новыми качествами, сделать ее более совершенной. Юные радиолюбители увлеченно конструируют сначала простейшие, а потом и довольно сложные игровые автоматы, приобщаясь к миру «большой автоматики», изучая при этом элементы цифровой и вычислительной техники [9, 19, 33].
Проектирование игровых автоматов стало своеобразным хобби и для многих подготовленных радиолюбителей. Электронные игры и электронные игрушки регулярно демонстрируют на выставках технического творчества. Их описания публикуют в многочисленной научно-популярной литературе, приводят рекомендации по их изготовлению и налаживанию. В этой главе описаны занимательные электронные игры, простые и сложные светодинамические устройства, музыкальные автоматы, электронные отгадчики.


1.1. Простейшие занимательные устройства

Эти устройства доступны для повторения радиолюбителям, которые только начинают знакомство с цифровой техникой.
Рассмотрим схему игрового автомата «Реакция» (рис. 1а). Он содержит автогенератор на элементах DD1.1–DD1.3, инвертор DD1.4 и светодиод HL1. Если кнопка SB1, включенная параллельно конденсатору С1, не нажата, то на выходе автогенератора формируются прямоугольные импульсы со скважностью 2,5…3 и частотой около 1 Гц. Светодиод HL1 периодически светится. Задача играющего – нажать кнопку SB1 в момент свечения светодиода – раздражителя. После этого необходимо удерживать кнопку в нажатом состоянии. После нажатия кнопки SB1 автоколебания срываются, а светодиод остается в том же состоянии (светится или погашен), в котором находился в момент нажатия кнопки «Реакция». Победителем признается тот из играющих, которому удастся «зажечь» светодиод большее число раз (при одинаковом количестве попыток). Однако, так как светодиод мигает с периодом Т≈1с, то задача играющего упрощается. Приспособившись к периодичности предъявления раздражителя, он может нажимать кнопку с небольшим упреждением и показывать хорошие результаты, обладая посредственной реакцией. Для устранения указанного недостатка следует увеличить скважность формируемых импульсов при сохранении времени свечения светодиода – раздражителя. Это можно сделать, подключив к выходу тактового генератора (ГТ) формирователь импульсов, реализованный на счетчиках К155ИЕ5 или К155ИЕ2. При этом частоту ГТ следует повысить таким образом, чтобы период импульсов на его выходе равнялся бы времени предъявления раздражителя (свечения светодиода HL1).
Используя счетчик К155ИЕ5, можно без дополнительных элементов реализовать формирователи импульсов со скважностью 3, 5 и 9. Для этого следует светодиод HL1 подключать к выходам “2”, “4” или “8”, соответственно, и обеспечивать установку счетчика в нулевое состояние при появлении на его выходе кодов 011, 101 или 1001. Схема устройства, в котором скважность импульсов, обеспечивающих свечение светодиода – раздражителя, равна 9, изображена на рис. 1б.
С использованием микросхемы К155ИЕ2 можно без дополнительных элементов реализовать формирование импульсов со скважностью q = 3…7,9, следуя следующим рекомендациям.
Выходной сигнал следует снимать с выхода старшего разряда (”8”). При коде на выходе счетчика, десятичный эквивалент которого равен q–1, осуществлять предустановку счетчика в “девятое” состояние. Принципиальная схема игрового автомата и временные диаграммы напряжений на входе и выходах счетчика изображены на рис. 1в,г. В рассмотренном варианте схемы реализовано формирование импульсов со скважностью q=7. При скважности импульсов q≥5 нажимать кнопку «Реакция» с необходимым упреждением практически невозможно.