在享受我們的棋盤游戲時(shí)，電子骰子可以成為傳統(tǒng)骰子的良好而有趣的替代品。我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)電子骰子電路，它將生成從0到6的隨機(jī)數(shù)。該電路的特點(diǎn)是，由于驅(qū)動(dòng)數(shù)字生成的特殊調(diào)制時(shí)鐘，結(jié)果是高度不可預(yù)測(cè)的。

電子骰子電路的工作原理：

該電路使用4位計(jì)數(shù)器生成1到6之間的隨機(jī)數(shù)，為此我們使用2個(gè)定時(shí)器555和一個(gè)VCO創(chuàng)建了一個(gè)調(diào)制PWM。這將允許我們告訴計(jì)數(shù)器以半隨機(jī)方式計(jì)算從 0 到 7 的數(shù)字，并阻止數(shù)字 0 和 7 的出現(xiàn)。

1） 時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器：

電路的第一部分產(chǎn)生信號(hào)輸入到計(jì)數(shù)器。我們需要計(jì)數(shù)器從 1 計(jì)數(shù)到 6，但不是恒定的，我們應(yīng)該嘗試以半隨機(jī)的方式進(jìn)行，我們可以這樣做，使計(jì)數(shù)器在一段時(shí)間內(nèi)更快地推進(jìn)數(shù)字，并減慢其余的“周期”。這可以通過使用計(jì)數(shù)器所需的PWM信號(hào)來實(shí)現(xiàn)，但以調(diào)制方式實(shí)現(xiàn)。

為此，我們需要一個(gè)PWM信號(hào)和一個(gè)正弦信號(hào)。為此，我們使用單穩(wěn)態(tài)模式下的555定時(shí)器和基于芯片MC1648LP的VCO作為正弦信號(hào)發(fā)生器。我們將這 2 個(gè)信號(hào)輸入到另一個(gè)充當(dāng)調(diào)制器的 555 個(gè)結(jié)果是由正弦信號(hào)調(diào)制的 PWM 信號(hào)，它將有兩個(gè)時(shí)間段“PWM 和正弦這導(dǎo)致一段時(shí)間的脈沖較短，一段時(shí)間的脈沖較長。

2）計(jì)數(shù)器：

調(diào)制信號(hào)作為輸入饋送到該電路的計(jì)數(shù)器部分。如果我們將此信號(hào)輸入到 4 位計(jì)數(shù)器中計(jì)數(shù)，這將以半隨機(jī)方式從 0 計(jì)數(shù)到 15。計(jì)數(shù)將隨著每個(gè)脈沖的增加而增加，但此增量的時(shí)間因調(diào)制PWM信號(hào)輸入而異。

我們需要將計(jì)數(shù)器限制為從 0 到 7 計(jì)數(shù)，因此第 4 位將用作復(fù)位信號(hào)。開關(guān)按鈕 S1 將在按下時(shí)告訴計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。到目前為止，我們所做的是允許計(jì)數(shù)器以半隨機(jī)的方式從 0 計(jì)數(shù)到 7，但我們需要它從 1 計(jì)數(shù)到 6。為此，我們將信號(hào)傳遞給兩個(gè)比較器芯片 7485N，這將告訴我們生成的數(shù)字是 0 還是 7。

當(dāng)這種情況為真時(shí)，我們將強(qiáng)制顯示顯示 1 或 6。此操作使用門或和AND執(zhí)行。提出此限制后，我們將結(jié)果信號(hào)發(fā)送到 74LS47N 芯片，該芯片將 BCD 信號(hào)轉(zhuǎn)換為信號(hào)，7-seg 顯示屏解釋該信號(hào)以顯示相應(yīng)的數(shù)字。

所需零件：

電池 – 12V

C1， C2， C3， C4， C5， C6， C7 – 0.01u， 0.15u， 0.02u， 0.1u， 0.1u， 0.01u， 0.1u

D1

IC1， IC2 – 555 （2）

IC3 – MC1648LP

IC4 – 74LVC1G04DCK

IC5- 74AC11D

IC6 – 74AC32D

IC7 – 74LS47N

L – 100uH

R1- 5k， R2 & R3 – 3k

按鈕開關(guān) – S1

V1 74160N

V2 7485AN

V3 7485AN