在這篇文章中,我們討論了創建電子版本或數字版本的骰子的3種不同方法,這些骰子可用于通過 LED 顯示屏或數字顯示屏獲得 1 到 6 之間的隨機數。
1) 使用IC 4017的電子骰子
在第一個設計中,我們將學習如何使用 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。
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定多諧振蕩器。
當按下按鈕 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幾秒鐘,允許 IC 4017 在輸出引腳上快速排序。
當 1000uF 電容器內的電荷完全耗盡時,IC 555 關閉并停止向 IC 4017 提供時鐘脈沖。IC 4017的輸出排序現在停止到引腳#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LED連接,當排序停止時,LED點亮并指示隨機骰子數。
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,該引腳表示相應的骰子數,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,那么如果假設序列在引腳 #7 處停止,則在引腳 #7 處點亮 LED 將指示骰子數為 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。
當按下按鈕開關SW1時,骰子電路開始快速計數,一旦釋放按鈕,IC就會停止計數并點亮LED,使它們隨機表示1到6之間的任何一個數字。
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處并聯加載。
模式控制無輸入控制IC 7495的上述兩個功能。
當模式處于高電平狀態時,數據通過輸入A-D通過隨后的負向時鐘邊沿傳送到Qa-Qd。
當模式處于低電平狀態時,數據通過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通,從而使輸入字成為現有輸出字的功能。
使用一些基本邏輯,寄存器最終設計為實現計數數字,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。
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SW 1用于停止振蕩器并抑制計數過程。因此,要獲得骰子編號,用戶必須按SW1,SW1將凍結計數并向用戶提供隨機骰子編號。
當首次接通電源時,寄存器可能會以無效計數開始,但是在幾個時鐘周期后,它將創建一個合法計數,之后它將繼續以該特定順序運行
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