（四）电子飞行棋
飞行棋既是一种玩具，又是一种很有吸引力的教具。它的外形见图1，方方的棋盘上：左上角上装有七个发光二极管组成的显示器，另三个角上各画了个小小的飞机场。棋子是三架不同颜色的小飞机，分别停在三个机场上等待起飞。三名参赛者相当于这三架飞机的驾驶员。每架飞机起飞前应该按一下装在机场旁的相应的按钮（AN\(_{1}\)～AN3），显示器里的发光二极管先是闪烁，等停止闪烁后，看一看有几个二极管在发光，就沿着螺线向前飞行几步。从出发点到棋盘正中的终点机场，共20步。在中途如果降落在黑色的点上，就得沿黑粗线折回至某一点；如果降落在打阴影的点上，可以沿虚线超越前进。三架飞机轮流起飞，谁先飞达终点，谁就获得冠军。
元器件选择
本品的装置，需要三片CMOS数字集成电路。一片是C036型二输入端四与非门，它的引出线排列见图2，这在《铁弹走迷宫》一篇里已介绍过了。另两片是C043型双D触发器。
图3a是一个D触发器的符号。它有两个输出端Q和Q-， 在正常使用时，这两端输出的信号相位恰恰相反。Q端为“1”时，Q-端为“0”，我们称做置“1”状态；Q端为“0”时，Q-端为“1”，我们称做置“0”状态。它有四个输入端，即R、S、D和CP。R端又称置“0”端，S端又称置“1”端，这两个输入端用来使触发器预先处于置“0”或置“1”状态。平时，R、S两端都应处于低电位，使触发器稳定于原来的状态不变；如果向R端发送一脉冲，触发器就跳变为置“0”状态。输入端D和CP，只有在R、S两端均处于低电位时才能发生作用：D端用来接受待输入的“数据”0或1（即低电位或高电位），D端的数据不能直接进入触发器，只有在CP端有脉冲到来时，在脉冲上升沿（即从“0”跳变到“1”的过程）的作用下，才能影响触发器的跳变，如果D端的数据为“1”，触发器就跳变为置“1”状态；如果D端的数据为“0”，触发器就跳变为置“0”状态。CP端的电位稳定时，不论为“0”或“1”，都不会使触发器产生跳变，CP脉冲的下降沿，对触发器也不发生作用。上面所讲的D触发器的种种功能，可归结为表1的真值表。
一片C043型集成电路里，包含两个D触发器，引出线的排列见图3（b）所示。
电路原理
电路原理见图4所示。整个电路可分脉冲发生器、分频器和二进制计数器三个部分。
1．脉冲发生器 由C036的两个与非门IC1，3和IC1，4构成一个振荡器，输出信号为矩形波，重复频率约为26赫。振荡器的控制端经电阻R\(_{1}\)和电容C1接V\(_{SS}\)，平时控制端处于低电位，电路不能起振；按下AN1、AN\(_{2}\)或AN3中的任意一个接钮时，电源向C\(_{1}\)充电，C1两端的电压很快地升到几乎和V\(_{DD}\)一样高，振荡器就产生振荡；放开按钮后，C1经R\(_{1}\)放电，两端的电压渐渐低落，过了2秒多钟后，C1两端的电压降至CMOS器件的V\(_{T}\)以下，振荡器又复停振。
2．分频器 由D触发器IC2，1构成的分频器，作为脉冲发生器到计数器之间的桥梁。它的R端和S端各有一电阻R\(_{4}\)和R5接V\(_{SS}\)，平时都处于低电位。IC2，1的D端和Q-端相接，设开始时IC2，1处于置“1”状态，Q-端以及D端为“0”，向CP端发一脉冲，它就翻转为置“0”状态；这时它的Q-端和D端跳变为“1”，再次向CP端发一脉冲时，它又翻转为置“1”状态。可知这种电路，每向CP端发送2个脉冲，在它的输出端（Q端或Q-端）就输出一个脉冲（图5）。由于这种电路的输出信号的频率等于输入信号的二分之一，起着把信号频率数除以2的作用，所以称做分频器。
3．计数器 用三个D触发器IC2，2、IC3，1和IC3，2构成了三位的二进制计数器。IC2，2的输出Q\(_{A}\)表示末位数，这个数位的权是1，（“权”是指二进制各数位中数码1所表示的值，如1，2、4、……。）通过BG1来驱动一个发光二极管LED\(_{1}\)作为显示器；IC3，1的输出QB表示第二位数，这个数位的权是2，用BG\(_{2}\)来驱动两个发光二极管LED2、LED\(_{3}\)作为显示器；IC3，2的输出QC表示首位数，这个数位的权是4，通过BG\(_{3}\)驱动四个发光二极管LED4至LED\(_{7}\)作为显示器。这三个触发器的S端都直接通VSS；它们的R端连在一起经电阻R\(_{6}\)接VSS，按一下清“0”按钮AN\(_{4}\)，三个D触发器便一起跳变为置“0”状态，自LED1至LED\(_{7}\)的7个发光二极管全部熄灭，表示计数器里存贮着的数已全被清除掉。计数器电路的接法和分频器基本相同。计数脉冲由分频器的Q-端接至IC2，2的CP端，在第一个计数脉冲到来时，IC2，2翻转为置“1”状态；QA跳变为“1”，LED\(_{1}\)发光；Q-A由“1”跳变为“0”，跳变时的脉冲下降沿对IC3，1不会发生作用。在第二个计数脉冲到来时，IC2，2又翻转为置“0”状态；Q\(_{A}\)跳变为“0”，LED1熄灭；Q-\(_{A}\)由“0”跳变为“1”，在脉冲的上升沿，触发IC3，1，使它翻转为置“1”状态。QB跳变为1，两个发光二极管LED\(_{2}\)和LED3发光；Q-\(_{B}\)由“1”跳变为“0”，对IC3，2不起作用。表2列出了从0到7计数过程中，QA、Q\(_{B}\)、QC各点电位跳变以及发光的LED依次递增的情况，其中细节，就不一一赘述了。当输入第8个计数脉冲时，三个D触发器一齐翻转为置“0”状态，七个发光二极管一齐熄灭，等待再一次从头数起。
装置和调试
印制板图可参考图⑥。三个3DG8型三极管，都应选用β≥100的。集成块线路板和显示板之间X′\(_{1}\)、X′2、X′\(_{3}\)到x1、x\(_{2}\)、x3的三条连线暂时不要接，在R\(_{1}\)0的（＋）这一端焊一段长约10厘米的临时接线，一端悬空着，以备调试时应用。调试的步骤如下：
1．检验显示器 用临时接线的悬空端，去接触显示板上的x\(_{1}\)端，只有LED1会发光；去接触x\(_{2}\)端，LED2和LED\(_{3}\)两个发光二极管都会发光；去接触x3，LED\(_{4}\)到LED7这四个发光二极管一齐发光。
2．检验分频器 用导线暂时把IC2，1的Q端和显示板上的x\(_{1}\)端连接起来，借用LED1来指示分频器的跳变情况。用临时接线的悬空端去交替接触IC2，1的R端和S端，LED\(_{1}\)应能作一明一灭的跳变。如LED1不会随着跳变，就应检查这片集成电路的1到7脚以及14脚是否有脱焊的地方。检验完毕后，应随手把上面加的连线拆掉。
3．检验计数器 焊好两块印制板X′\(_{1}\)、X′2、X′\(_{3}\)到x1、x\(_{2}\)、x3之间的三条连线。开启电源后，按一下置“0”按钮AN\(_{4}\)，所有的发光二极管全部熄灭。然后用临时接线的悬空端反复交替去接触IC2，1的R端和S端，计数器应该能按表2所示进行跳变，可以看到显示器内发光的LED，从1个、2个……依次递增到7个，然后一下子完全熄灭。
4．检验整个电路的工作情况 按一下AN\(_{1}\)、AN2 或AN\(_{3}\)中间的任意一个按钮，显示器里的发光二极管就会闪烁起来，LED1闪得最快，LED\(_{4}\)至LED7闪得最慢，过了2秒多钟后，停止闪动，可以看清有几只二极管在发光了。如果闪动的时间太短，一般是C\(_{1}\)漏电或容量不足的缘故，可酌情调换。
工作正常后，拆去临时接线，把印制板固定在棋盘底下的夹层内，装置就竣工了。（华川）