بازی پرش نقطه (بدون استفاده از آردوینو): 6 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

بررسی اجمالی

سلام! من شیوانش هستم ، دانشجوی IIIT- حیدرآباد. من اینجا هستم با اولین دستورالعملم که یک بازی الهام گرفته از بازی Google Chrome's Dinosaur Jump است. بازی ساده است: از روی موانع ورودی به منظور کسب امتیاز بپرید. در صورت برخورد ، بازنده می شوید و امتیاز بازنشانی می شود.

ویژگی بارز این پروژه عدم استفاده از آردوینو یا هر میکروکنترلر دیگر است. این کاملاً از اجزای اصلی الکتریکی مشتق شده است و شامل پیاده سازی ماشینهای حالت محدود (FSM) با کمک نمودارهای منطقی و غیره است.

علاقه مند؟ بیایید شروع کنیم.

پیش نیازها:

• دانش اولیه در مورد قطعات الکتریکی مانند مقاومت ، خازن ، مدارهای مجتمع (IC).
• آشنایی اولیه با منطق دروازه (AND ، OR ، NOT ، و غیره)
• آشنایی با کار با Flip-Flop ، Counter ، Multiplexer و غیره

توجه: پیش نیازهای ذکر شده برای درک کل کار پروژه است. کسی که در مورد آن اطلاعات عمیقی ندارد ، می تواند پروژه را طبق مراحل آموزشی انجام دهد.

مرحله 1: توسعه مدل کار

اولین کار ایجاد یک مدل کار برای پروژه است. تنها در این صورت است که می توانیم مصالح مورد نیاز برای پروژه را تعیین کنیم. کل پروژه را می توان به سه قسمت تقسیم کرد.

قسمت 1: ایجاد موانع

در مرحله اول ، ما باید موانع تصادفی ایجاد کنیم تا نقطه از روی هم عبور کند. موانع نیز به شکل پالس نقطه ای هستند که از یک سر آرایه LED به سر دیگر حرکت می کند.

برای ایجاد موانع ، از دو مدار تایمر (نمودارهای پیوست مدار) استفاده می کنیم ، یکی با فرکانس بالا (تایمر HF) و دیگری با فرکانس پایین (تایمر LF). بخش "تصادفی" توسط تایمر HF اداره می شود که خروجی آن در هر لبه در حال افزایش تایمر LF (که به عنوان ورودی CLK در نظر گرفته می شود) دیده می شود. دستورالعمل تولید موانع حالت تایمر HF در هر لبه در حال افزایش تایمر LF است (1 -> Generate Obstacle | 0 -> Don't Generate Obstacle). برای اطمینان از ایجاد موانع تصادفی ، تایمر HF در هر "جهش" بازنشانی می شود. خروجی تایمر HF به عنوان ورودی D به یک Flip Flop D (برای ذخیره آموزش در چرخه بعدی) با ورودی CLK به عنوان خروجی تایمر LF داده می شود.

هنگامی که دستورات دودویی برای ایجاد مانع منتشر شد ، باید "پالس مانع" را در آرایه LED ایجاد کنیم. ما این کار را با کمک شمارنده 4 بیتی انجام می دهیم که خروجی آن به یک demultiplexer 4x16 (DeMUX) داده می شود. خروجی DeMUX باعث درخشش 16 LED مربوطه می شود.

قسمت 2: JUMP

برای JUMP Action ، ورودی دکمه Push را به عنوان دستورالعمل انتخاب می کنیم. هنگامی که دستورالعمل داده می شود ، LED شی در خط متوقف می شود و LED دیگری در بالای آن می درخشد ، که نشان دهنده جهش است.

قسمت سوم: نتیجه

نتیجه این خواهد بود: اگر شی سقوط کرد ، بازی را مجدداً تنظیم کنید. در غیر این صورت ، نمره را افزایش دهید

برخورد می تواند به صورت AND هر دو ، سیگنال مانع و سیگنال جسم برای موقعیت زمین مانع بیان شود. اگر برخوردی رخ ندهد ، شمارنده نقطه افزایش می یابد که روی یک جفت نمایشگر 7 قسمتی نمایش داده می شود.

مرحله 2: جمع آوری اجزاء

اجزای مورد نیاز به شرح زیر است:

• PCB x 1 ، Breadboard x 3
• LED ها: سبز (31) ، قرمز (1) ، بی رنگ: قرمز+سبز (1)
• دکمه فشار 2 x
• نمایش 7 قسمتی x 2
• IC 555 x 3 [برای مدارات تایمر]
• IC 7474 x 1 (D FlipFlop)
• IC 7490 x 2 (شمارنده دهه) [برای نمایش نمره]
• IC 7447 x 2 (رمزگشای BCD به 7 بخش) [برای نمایش نمره]
• IC 4029 x 1 (شمارنده 4 بیتی) [برای نمایش مانع]
• IC 74154 x 1 (DeMUX) [برای نمایش مانع]
• IC 7400 x 3 (NOT gate)
• IC 7404 x 1 (دروازه NAND)
• IC 7408 x 1 (AND دروازه)
• سوکت IC
• منبع ولتاژ (5V)

ابزار مورد نیاز:

• آهن لحیم کاری
• سیم چین

مرحله 3: ایجاد موانع: قسمت A

اول ، ما باید مدارهای زمان سنج را برای تولید سیگنال تولید مانع (HIGH/LOW) تنظیم کنیم.

مدار مطابق با نظریه ای که قبلاً مورد بحث قرار گرفت تنظیم می شود. نمودار مدار برای همان در بالا پیوست شده است. این مدار روی یک تخته نان (هر چند که می تواند روی PCB نیز اجرا شود) به شرح زیر پیاده سازی می شود:

• دو 555 IC و D Flip Flop (IC 7474) را در قسمت تقسیم تخته نان قرار دهید و بین آنها فضای خالی (4-5 ستون) قرار دهید.
• ردیف بالای صفحه نان را با ترمینال مثبت منبع ولتاژ و ردیف پایین را با ترمینال منفی وصل کنید.
• اتصالات بیشتر را به دنبال نمودار مدار انجام دهید. بعد از اتصالات لازم ، مدار شبیه به تصویر بالا می شود.

توجه: مقادیر مقاومت R1 & R2 و ظرفیت C با استفاده از معادلات زیر محاسبه می شود:

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

جایی که T مورد نیاز است دوره زمانی

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

جایی که D چرخه وظیفه است ، یعنی نسبت زمان روشن به کل زمان.

در این پروژه ، برای تایمر فرکانس بالا ، T = 0.5 ثانیه و برای تایمر فرکانس پایین ، T = 2 ثانیه.

مرحله 4: ایجاد موانع: قسمت B

اکنون که می دانیم چه زمانی مانع را ایجاد کنیم ، اکنون باید آن را نمایش دهیم. ما از شمارنده 4 بیتی ، Demultiplexer ، تایمر و آرایه ای از 16 LED استفاده خواهیم کرد. چرا 16؟ این به این دلیل است که ما خروجی 4 بیتی شمارنده را با 16 LED با استفاده از demultiplexer ترسیم می کنیم. این بدان معنی است که شمارنده 0 تا 15 خواهد بود و demultiplexer LED را با آن شاخص روشن می کند.

وظیفه تایمر تنظیم سرعت شمارش ، یعنی سرعت حرکت موانع است. مانع یک موقعیت را در یک دوره زمانی تایمر تغییر می دهد. با استفاده از معادلات مرحله قبل می توانید با مقادیر مختلف R1 ، R2 و C بازی کنید تا سرعت متفاوتی بدست آورید.

برای ماتریس LED ، 16 LED را به صورت خطی با نقطه مشترک لحیم کنید. پایانه مثبت هر LED به DeMUX وصل می شود (پس از وارونگی با استفاده از NOT gate ، زیرا DeMUX خروجی LOW می دهد).

نمودار مدار برای همان در بالا پیوست شده است.

مرحله 5: جهش و نتیجه

مورد بعدی اقدام پرش است. برای نمایش جهش ، فقط یک LED با رنگ های مختلف را بالای ماتریس قرار دهید ، آن را زمین کنید و پایانه +ve آن را به یک دکمه وصل کنید. سر دیگر دکمه را به منبع ولتاژ وصل کنید.

همچنین ، دکمه دیگری را فشار دهید که در مجاورت دکمه قبلی قرار دارد و یکی از پایانه های آن را به +5V وصل کنید. پایانه دیگر به NAND Gate (IC 7404) با ورودی دیگر NAND Gate به عنوان ورودی LED درست زیر JUMP LED (یعنی LED شیء) می رود. خروجی NAND Gate به RESET (پین 2 و 3 هر دو BCD Counter) شمارشگر نمره می رسد. با این کار آنچه ما انجام می دهیم این است که اگر سیگنال LED OBJECT (در موقعیت پایه) و سیگنال OBSTACLE به طور همزمان داده شود ، یعنی جسم و مانع با هم برخورد می کنند ، نمره را بازنشانی می کنیم.

برای اطمینان از فشردن هر دو دکمه فشاری به یکدیگر ، ترتیبی دهید. می توانید از سکه استفاده کنید و هر دو دکمه را به آن بچسبانید.

برای تنظیم شمارنده نمره ، نمودار مدار پیوست شده در بالا را دنبال کنید (منبع عکس: www.iamtechnical.com).

توجه: پین 2 و 3 را به خروجی NAND Gate وصل کنید تا در صورت برخورد با مانع امتیاز را بازنشانی کند

مرحله ششم: بازی شاد

خودشه. پروژه خود را تمام کرده اید. می توانید مقداری پایان کار به آن اضافه کنید تا خوب به نظر برسد. استراحت خوب است

لذت ببرید..!!