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AN-CM-234篮球街机

内容

术语和定义

ASM异步状态机
CMOS互补混合氧化物半导体
发光二极管发光二极管

工具书类

有关文件和软件,请访问:

//www.xmece.com/configurable-mixed-signal

下载我们的免费格林帕克软件设计师(1]以打开。gp文件[2],并查看所提出的电路设计。使用格林帕克开发工具[3.]在几分钟内将设计冻结到您自己的定制IC中。Dialog Semiconductor提供了完整的应用程序注释库[yabo国际娱乐4],包括设计实例,以及对Dialog IC的功能和模块的解释。

  1. GreenPAK Designer软件,软件下载和用户指南,对话框yabo国际娱乐
  2. AN-CM-234篮球拱廊机.gp格林帕克设计文件,对话框yabo国际娱乐
  3. GreenPAK开发工具格林帕克开发工具网页,对话框yabo国际娱乐
  4. 绿百申请须知格林帕克应用笔记网页,Dialog半导体yabo国际娱乐

介绍

在本应用程序说明中,一对对话框格林帕克SLG46537是用来创建一个简单的篮球街机的电子元件。这些机器在一定时间内记分。在查克芝士(Chuck E. Cheese’s)或戴夫巴斯特(Dave & Buster’s)这样的拱廊里经常可以找到它们。

篮球街机既有免费玩的,也有付费玩的,而且可以根据得分的篮数分发门票,也可以不分发门票。我们将忽略这些额外的选项,而关注机器应该具备的主要元素。

核心硬件

该系统的核心功能是感应穿过篮筐的球,因此我们需要一个适合小距离的接近传感器。这项工作的一个好选择是GP2Y0A60SZLF模拟距离传感器,它具有低功耗,并已与其他传感器一起使用格林帕克应用程序注释。

我们还需要一个显示器。我们知道预期用途是娱乐,并考虑到预算,因此选择了两个6.5英寸的7段显示器。这些部件是SparkFun electronics公司的两个YSD-1100AR7B-15装置。

YSD-1100AR7B-15部件的最低工作电压为12V,因此使用GreenPAK直接驱动它们不是一个好主意。相反,我们将使用两个CD4026 IC驱动显示器,这两个IC用于驱动电压高达18V的7段LED显示器。

我们还需要一个蜂鸣器来发出游戏的声音。幸运的是,一个简单的5v蜂鸣器就足够了,因为大多数蜂鸣器都有相当大的音量。

最后,帮助TTL信号从格林帕克驱动CD4026 ic的CMOS输入,我们需要驱动ic的12v电源。

一个极好的方法来改变电压水平是使用MOSFET和一个Pull UP电阻,就像原理图1。(附PDF格式)。

图1:系统示意图示意图

状态转换

街机应该能够坚持以下常规:

  • 状态0-街机已通电,分数显示显示最后一场比赛的分数。
  • 状态1-按下开始按钮,分数显示被清除,并且嘟嘟声表示游戏开始。
  • 状态2 -这是游戏的主要阶段。它应该持续60秒,接收到球落进篮筐的信号。
  • 状态3 -一声响亮的哔哔声表示比赛结束,比分在连续结束前闪烁。
  • 状态0-重复。

这一主要程序具有篮球游戏机的核心功能,专注于个人使用。

主要程序

在本节中,我们将详细说明每个阶段中正在进行的流程类型。

阶段0

异步状态机(ASM)处于状态0,等待按下启动按钮,然后它将移动到阶段1。

阶段1

按下启动按钮,现在系统处于第1阶段。系统将发出3次嘟嘟声,表示游戏开始,并将系统移至第2阶段。此外,它将重置屏幕上显示的分数。

第二阶段

阶段2将被激活整整60秒。在这60秒期间,系统的输出将向CD4026发送信号,显示球通过篮筐的次数。

第三阶段

60秒过后,系统进入第3阶段。一声响亮的哔哔声和显示屏上的闪光灯将发出游戏结束的信号,之后我们将重置到第0阶段。

GreenPAK主例程

本节中的功能在很大程度上依赖于格林帕克ASM块。它只使用4个状态,但是它使用了所有8个ASM的输出。由于ASM有4个未使用的状态,我们可以使用它们来实现额外的功能。然而,我们将坚持游戏的基础。

图1.ASM

图1显示仅按开始按钮即可启动的ASM进程。

每一个阶段都是在格林帕克设计让它们更容易解释。

阶段0仅包含开始按钮,无需进一步说明。

第1级由时钟分频器组成,该分频器每512毫秒脉冲一次,用于产生3次启动蜂鸣音。它有一个计数器,可对CLK分频器的4个脉冲进行计数,一旦达到第四个脉冲,它将触发一个信号,使其进入第2级。

图2。第一阶段

该计数器将保持其输出的高电平,直到复位。我们使用它的输出重置自身,信号状态0提供重置计数器所需的所有条件,并确保在游戏的进一步迭代中系统的功能。图2显示第1阶段,以及驱动蜂鸣器的第3阶段条件。

阶段2有两个不同的组成部分。第一是记录成功的镜头。在硬件层面,球将被GP2Y0A60SZLF接近传感器检测到,它将根据自身和球之间的距离产生一定的电压。的格林帕克持续测量电压,但只有在满足两个条件时才会发生反应:格林帕克检测电压大于4v(选择使用GP2Y0A60SZLF表所示图3)系统处于第二阶段。

图3.GP2Y0A60SZLF电压/距离曲线

第二阶段的第二个组成部分是跟踪游戏进行的60秒。为此,我们使用一对计数器和一个LUT来创建一个60秒计时器。图4同时具有这些过程和非常相似的重置条件,如阶段1所示。

图4.第2阶段部分

第3阶段应发出长嘟嘟声,并使显示屏闪烁五次。要做到这一点,我们需要再次使用时钟分频器。我们将其配置为每200毫秒脉冲一次,并计数5个脉冲。由于在游戏中显示总是高的,我们使用XOR块使其闪烁。长嘟嘟声的情况在中可见图2,第3阶段的条件如所示图5

图5。第三阶段

到目前为止,系统的电子部分的预算是47.50美元(加上运费)。总体预算会根据建筑材料(木材、钢铁、玻璃纤维等)而变化,但总体而言,电子部件的成本几乎是一样的(除非我们大规模生产,这肯定会降低每件产品的制造价格)。

为了获得更清晰的图像,我们可以以360美元的价格找到一款具有类似特征但有2个玩家的设备。在我们的系统中执行第二个玩家需要额外花费47.50美元。加上50美元的结构街机将给我们的价格标签为145美元加上运费。同样,这种制造价格会根据生产规模而下降。

本应用说明的主要目标到此结束。但是,如果本机的预期用途是作为营利性的街机,则以下设计可能有助于实现该功能。请注意,所有这些解决方案都依赖于更多的硬件和额外的格林帕克

硬币检测

解决方案可分为硬件解决方案或软件解决方案,或两者的混合。实现硬币检测的最简单方法是使用分拣硬件和简单的软件实现。

硬件解决方案是一个轨道,其间隙大到足以使被拒绝的硬币掉落,但小到足以让被接受的硬币通过。红外线LED发射器和接收器将发出硬币经过的信号。

此解决方案非常简单,可以作为主例程中的附加阶段来实现,甚至可以使用闩锁块。

使用LATCH意味着硬币检测器的HIGH值将会是HIGH,直到我们使用重置条件重置LATCH,即Start_Button和Token_Memory同时是HIGH。

售票机

为此,我们将使用第二个GreenPAK,并使用分数输出信号创建一个条件。

首先,我们必须定义两个信号:得分和出局。

第一个信号将通过分频器,因此每两点时钟将完成一个周期。

第二个信号是每一个脉冲数一个周期。

我们还有一个3位的上升/下降计数器,我们将使用它来监控我们将要分发的门票数量。如果玩家在比赛的60秒内得到14分,这种设计最多可以赠送7张门票。

一旦阶段2结束,电机是打开只要任何3位是高。一旦TICKET_OUT信号感知到罚单,计数器就会减少。

这个设计的各个阶段可以在图6图7图8

图6:上/下功能以及驱动CLK的信号之间的变化和控制
图7:用于计数器的DFFs,每个DFFs都有正确操作所需的lut
图8:当任何DFF高时,电机_On高

只有当UD信号为LOW时,计数器才会打开。

这个售票机的设计很简单,但非常有用。由于真值表是为了避免溢出而设计的,所以即使玩家得分超过14次,最大值也保持在7。

结论

使用对话框格林帕克SLG46537,我们成功实现了一个自制的篮球街机,它可以计数篮筐,并在7段led上显示得分。它还可以向用户分发票。多亏了格林帕克和它的GreenPAK设计软件,这个项目是容易和负担得起的实施。