PG电子游戏官方网站电骰子设计与制作正文

　　PG电子游戏官方网站电骰子设计与制作正文Βιβλιοθήκη Baidu在Multisim软件上进行设计和仿真，可以使电路图清楚美观，且使方案的比较验证更加简易，得出最佳的设计方案，大大的方便了设计过程的实施。

　　制作电骰子即要在电路控制下每次随机地产生一个1~6中的数。为了保证所设计出来的骰子性能，应该使得1~6出现的概率是一样的。产生随机数的方法有很多，原理都是采集利用自然中的随机量来产生。如采集放大空间中的噪声信号，然后利用D/A转换成数字信号，产生随机数；又如用时间作随机量，采用循环计数的方式产生随机数。还可以在以上的基础上加上乱码电路来增加随机性。因为利用噪声信号产生随机数的方法比较复杂、不易实现、制作成本较高，所以采用时间做随机量的方法来产生1~6的随机数。

　　设电容的初始电压Uc＝0，t＝0时接通电源，由于电容电压不能突变，所以高、低触发端VTH＝VTL=01/3VCC，比较器A1输出为高电平，A2输出为低电平，即RD=1，SD=0（1表示高电位，0表示低电位），R-S触发器置1，定时器输出Uo=1，此时Q=1，定时器内部放电三极管截止，电源VCC经向电容C充电，UC逐渐升高。当UC上升到1/3VCC时， 输出由0翻转为1，这时RD=RS=1，R-S 触发顺保持状态不变。所以0tt1期间,定时器输出Uo为高电平1。

　　现实中投掷骰子，实质是为了随机且等机会地得到1、2、3、4、5PG电子游戏官方网站、6这六个点数。电骰子的设计和制作的最终实质与现实中骰子相同，其需要综合运用电子、电路的知识，设计出以时间间隔为随机变量能产生1至6这六个随机数的电路。电骰子电路由脉冲产生电路、循环计数电路、译码显示电路等部分组成。计数器的功能是统计时钟脉冲的个数，利用这个功能和反馈置数使计数器实现1至6的循环计数。时钟脉冲的产生可以使用555定时器构成多谐振荡器，也可以使用RC电路搭建的简单多谐振荡器。

　　最后的译码显示电路由译码器和七段数码管及必要的元件组成，将计数器的输出端输出的四位二进制数传输到译码器的输入端，通过译码器的译码之后，驱动与译码器相配适的七段数码显示管进行显示。

　　脉冲产生电路由所获取得知识、经验以及查阅有关资料之后，可有较好方案，一是用555定时器构成多谐振荡器，二是用RC电路加相应三极管构成的多谐振荡器。这两者电路均可产生计数器所需的时钟脉冲，具体如下。

　　555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻PG电子游戏官方网站、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放电管T及功率输出级。它提供两个基准电压VCC/3和2VCC /3。555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器C2的输出为0，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC /3，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS触发器置0，使输出为0电平。

　　由此，满足电骰子所用的555多谐振器接线多谐振荡器用Multisim软件进行仿真运行后的输出波形。

　　脉冲产生电路有很多实现方法：可以利用门电路组成的多谐振荡器实现，也可以使用555定时器来实现，还可以用RC谐振电路来实现。门电路组成的多谐振荡器是利用电容的充放电和门电路的开启电压来实现的，所需器件简单，是最基本的脉冲发生电路。555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成多谐振荡器。因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。RC谐振电路经过三极管的整流、放大，也可产生相应频率的矩形脉冲波，可以用于驱动计数器进行计数。在三者相比之下还是用555定时器所构成的多谐振荡器性能更好、脉冲更加稳定PG电子游戏官方网站。

　　RC双三极管多谐振荡电路由RC电路及配适的三极管构成，如图1-6所示，假设Q1导通时间稍快一些，上电瞬间（三极管速度比较快），C1、C2等同是断开的，此时R1,R2偏置电阻分别加在Q1的集电极和基极，处于反偏（Vce0.7V），Q1导通，导通后，C1等同接地，进行充电，C1产生电流，瞬间，造成Q2截止，同时也使C2放电，很快C1充电后，等同又断开了，此时偏置电阻R4,R3分别再次加在了Q2的集电极和基极，处于反偏（Vce0.7V），Q2又导通，反之Q2的导通由于C2又将进行充电，又将造成Q1的截止，C2的充电后又恢复Q1的导通，再次造成Q2的截止，如此不断两个三极管循环往复，便形成了自激振荡。这个电路适合产生低频振荡，矩形波，能同时产生两个相同或不同频率，由C1,C2的容量大小决定（波形的改善:可以同单稳态电路,采用校正二极管电路）。相比LC振荡更简单，LC产生的是正弦波，能产生很高的频率，再经放大，反馈，再反馈，放大，不断循环重复，形成稳定振荡。调整后也可以输出矩形波。

　　t=t2时刻，Uc下降到1/3Vcc，比较器A2输出由1变为0，R-S触发器的RD=1，SD=0，触发器处于1，定时器输出Uo=1。此时电源再次向电容C放电，重复上述过程。

　　通过上述分析可知，电容充电时，定时器输出Uo=1，电容放电时Uo=0，电容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。多谐振荡器无外部信号输入，却能输出矩形波，其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。

　　循环计数部分也有多种实现办法：可以利用单个的触发器自己搭建，也可利用集成的计数器通过外加控制信号变成所需进制的计数器。采用单个触发器进行循环计数部分的搭建的设计步骤比较繁杂，且线路搭接很多，在设计尽量简便、电路结构尽量简单的要求上我们不予采用。相比之下，使用集成的计数器使得电路结构简单清晰，而且具有很高的稳定性，只需在其中添加必要的控制电路即可。又在集成芯片基础上的循环计数器可以采用反馈清零法和反馈置数法，因为此处要使用1~6的循环计数，所以采用反馈置数法实现。“反馈预置数法”的LD端控制信号由计数器的输出端的信号通过门电路实现。预置数从D3D2D1D0输入，同步预置数功能的预置数为（1111-M）1（加法）或（M-1）（减法）；异步预置数数据为（1111-M）（加法）或M（减法）。

　　t1tt2期间，Q=0，放电三极管T导通，电容C通过R2放电。Uc按指数规律下降，当Uc2/3VCC时比较器A1输出由0变为1，R-S触发器的RD=SD=1，Q的状态不变，Uo的状态仍为低电平。