电子玩具——惯性导弹打飞机

本文介绍一种电子玩具——惯性导弹打飞机电路，它具有电路简单，成本较低，无需调试和使用方便等优点。

该玩具面板如图1所示，在面板的右上角画有用十架飞机图案环绕成的一个椭圆形，在每架飞机图案中心安装有1只发光二极管，在正常使用时，这些二极管将被循环点亮，用来表示飞机盘旋时的飞行轨迹。在面板的左下角画有一枚竖立的地空导弹图案，在其顶端安装有九只发光管并排列成孤型曲线，当按下“发射按钮”时，这9只发光管将依次被点亮，用来表示导弹飞行时的轨迹。在游戏时，只要打开电源开关，10架飞机图案中的发光管即以较快的速度依次循环点亮，表示飞机在盘旋飞行，此时，面板中的“准备发射”指示灯（发光二极管）点亮，表示导弹处于准备发射的状态，这时，只要按一下发射按钮，表示导弹飞行轨迹的9只发光管便会被依次点亮，而“准备发射”的指示灯同时熄灭。当导弹飞行至弧型曲线的顶端的同时，如果飞机也恰好飞到此（即VD10和VD20同时被点亮）时，则飞机和导弹将同时停止在此点上不再飞行，表示飞机被导弹命中，此时，扬声器中将发出优美动听的电子音乐声响，向游戏者祝贺。此时如按动清零按钮，整个电路自动清零，回到初始加电的状态。如果导弹飞行至顶端的瞬间而飞机并未到达该位置，说明导弹未击中飞机，此时飞机将继续盘旋飞行，而显示导弹轨迹的发光管均不再点亮，准备发射的指示灯重新亮起来，表示可以再次发射导弹。由于按下发射按钮后，导弹的飞行需要一定的时间，而在此时间内，飞机仍在以一定的速度盘旋且与导弹的飞行速度也不相同，所以，使导弹击中飞机并不容易。要想击中，必须要在飞机飞行到某一位置时提前将导弹发射出去，这在军事术语上称之为“提前量”，而这个提前量并不好掌握，它既要考虑飞机的速度又要考虑导弹的速度，还要使眼、手、协调起来，这就增加了游戏的难度，同时也增加了游戏的趣味性。又由于本游戏中的导弹一旦发射，就不再靠人为控制，能否命中飞机只靠其自身的速度来决定，很象真实导弹中的惯性制导方式，本玩具因此而得名。

电路如图2所示，它使用了四片CMOS集成电路，其中IC1、IC2用来驱动发光管分别形成飞机和导弹的飞行轨迹，IC3是一片六门电路，其内部含有四个非门和一个二输入与非门及一个二输入或非门，主要用来组成两个方波振荡器和用做有关的控制，IC4为一片音乐门铃芯片，用来产生音乐信号。电路在加电后，F1、F2组成的方波振荡器便起振工作，此时，由于C2和R6的上电清零作用，使IC1、IC2均被清零，随后，IC1便在F2输出的方波信号的作用下产生循环计数，其输出端Q\(_{0}\)～Q9依次循环出现高电位，使VD1～VD10依次循环点亮，形成飞机盘旋飞行的轨迹，而此时因IC2已被清零，其进位端（12脚）输出为高电位并经SB2接至HF的A输入端，使HF和F3组成的振荡器处于停振状态，故IC2无计数脉冲输入，停留在初始状态上，其Q\(_{0}\)输出为高电位，使VDll被点亮，表示电路处于准备发射阶段，而VD12～VD20处于熄灭状态，表示导弹尚未发射。此时，YF输出为高电位，经F4反相为低电位并加到IC1、IC2的CE端，为IC1和IC2的计数提供了必要的条件，同时因此低电位无法使IC4触发工作，故IC4不输出音乐信号。当按动一下发射按钮SB2时，HF的A输入瑞经R10下拉电阻接地，使HF和F3组成的振荡器起振工作，其输出脉冲加至IC2的CP端，使IC2随输入脉冲计数，当有第一个脉冲输入以后，IC2的进位输出端由高变低，所以，此后即使松开发射按钮，仍能保证HF和F3组成的振荡器处于振荡状态不变，直到IC2循环计数一个周期以后，其进位输出端再次出现高电位时，HF和F3组成的振荡器才停止工作。在IC2的循环计数过程中若VD10与VD20恰好被同时点亮（表示飞行被导弹击中），YF的两个输入端均为高电位，故YF输出由高电位变为低电位经F4反相为高电位并加到IC1、IC2的CE端上，使IC1、IC2均停止计数，分别保持了VD10和VD20停留同时点亮的状态，与此同时，F4输出的高电位使IC4触发工作，IC4输出的电子音乐信号经V1放大后驱动扬声器发出电子音乐声响，完成向游戏者祝贺的功能。当按动一下清零按钮SB1时，因IC1、IC2同时被清零，整个电路又回到刚加电时的初始状态，再次按动发射按钮，电路便会重复上述工作过程。

IC1、IC2为CD4017B、IC3为CD4572，IC4为CW8403或其它型号的音乐芯片均可，V1使用3DG6，β≥60，V2使用稳压值为3V左右的稳压二极管，VD1～VD10用Ф3.5mm的圆形红色高效发光二极管，VD11圆形绿色高效发光二极管，VD12～VD20用扁形高效红色发光二极管，按钮SB1使用小型常开按钮开关，SB2使用小型常闭按钮开关，电源开关使用小型拨动式开关，扬声器Y使用小型内磁式8Ω电动扬声器，其余阻容元件为通用件，可按图中所标规格选用。电源使用四节五号电池串联而成。

本文电路只要元器件正常，接线正确无误，则无需调试即可正常使用。如果希望改变飞机或导弹的飞行速度只要分别改变R3或R8的阻值即可，但应注意一般应使导弹的飞行速度低于飞机的飞行速度，以增加游戏的难度。(张继辉)