三個簡單的電子骰子電路分析

在這篇文章中，我們討論了創(chuàng)建電子版本或數(shù)字版本的骰子的3種不同方法，這些骰子可用于通過 LED 顯示屏或數(shù)字顯示屏獲得 1 到 6 之間的隨機數(shù)。

1） 使用IC 4017的電子骰子

在第一個設(shè)計中，我們將學(xué)習(xí)如何使用 IC 4017 制作電子骰子。

使用IC 4017的電子骰子的電路圖如下圖所示。

這個基于4017 IC的骰子電路的工作非常簡單。我們知道，當(dāng)時鐘信號饋送到4017 IC的引腳#14時，IC的輸出開始從引腳#3向前排序到引腳#11。

但由于這里的引腳#5與IC的復(fù)位引腳#15連接，因此輸出只能對引腳#1進行排序，并返回到引腳#3以獲得新的序列。

只要在IC的引腳#14處施加時鐘頻率，這種排序就會不斷重復(fù)。

該時鐘頻率由IC 555施加，IC 555被配置為具有高頻輸出的自由運行的穩(wěn)定多諧振蕩器。

當(dāng)按下按鈕 PB1 片刻并松開時，電容器 1000uF 充滿電并為 IC 555 供電，IC 555 使用此電源并保持開啟狀態(tài)幾秒鐘，允許 IC 4017 在輸出引腳上快速排序。

當(dāng) 1000uF 電容器內(nèi)的電荷完全耗盡時，IC 555 關(guān)閉并停止向 IC 4017 提供時鐘脈沖。IC 4017的輸出排序現(xiàn)在停止到引腳#3和引腳#1之間隨機選擇的IC輸出。

可以看到IC的輸出與串聯(lián)LED連接，當(dāng)排序停止時，LED點亮并指示隨機骰子數(shù)。

2） 簡化的 4017 骰子

上面顯示的IC 4017電子LED骰子電路的工作原理與第一張圖相同，只是使用的LED數(shù)量限制了IC每個輸出一個LED。按下按鈕時，IC 555 開始以非常高的速度振蕩，導(dǎo)致 IC 4017 輸出以等效的高速從引腳 #3 序列到引腳 #1。高速排序使用戶難以準確意識到在釋放按鈕后序列將停止的位置。

因此，當(dāng)松開按鈕時，排序突然停止在IC的某個隨機輸出引腳上，該引腳表示相應(yīng)的骰子數(shù)，符合LED指示。例如，如果 LED 標記為從 1 到 6，相對于輸出引腳 #3 到引腳 #1，那么如果假設(shè)序列在引腳 #7 處停止，則在引腳 #7 處點亮 LED 將指示骰子數(shù)為 4，依此類推。

3） 使用CMOS IC的骰子電路

下一個電子骰子電路僅使用幾個IC（74132和7495）即可生成真正的骰子顯示。

當(dāng)按下按鈕開關(guān)SW1時，骰子電路開始快速計數(shù)，一旦釋放按鈕，IC就會停止計數(shù)并點亮LED，使它們隨機表示1到6之間的任何一個數(shù)字。

電路說明

7495實際上是一個4位并行存取移位寄存器。該芯片既可以像移位寄存器一樣工作，也可以用作在輸入A-D處并聯(lián)加載。

模式控制無輸入控制IC 7495的上述兩個功能。

當(dāng)模式處于高電平狀態(tài)時，數(shù)據(jù)通過輸入A-D通過隨后的負向時鐘邊沿傳送到Qa-Qd。

當(dāng)模式處于低電平狀態(tài)時，數(shù)據(jù)通過Qa - Qd通過隨后的負向時鐘邊沿傳輸。

通過將模式控制連接到Qa，可確保寄存器在負載和移位之間交替導(dǎo)通，從而使輸入字成為現(xiàn)有輸出字的功能。

使用一些基本邏輯，寄存器最終設(shè)計為實現(xiàn)計數(shù)數(shù)字，在骰子顯示中隨機切換LED，以模仿真實立方體類型骰子的隨機數(shù)。

請記住，只要輸出為低邏輯，LED 就會亮起。

IC1a的配置類似于標準施密特振蕩器，向寄存器提供時鐘脈沖。

開關(guān)SW 1用于停止振蕩器并抑制計數(shù)過程。因此，要獲得骰子編號，用戶必須按SW1，SW1將凍結(jié)計數(shù)并向用戶提供隨機骰子編號。

當(dāng)首次接通電源時，寄存器可能會以無效計數(shù)開始，但是在幾個時鐘周期后，它將創(chuàng)建一個合法計數(shù)，之后它將繼續(xù)以該特定順序運行