DIY digitalne kockice: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Ovaj Instructable opisuje kako dizajnirati Digital Dice, pravi generator slučajnih brojeva od 1 do 6. Ovaj uređaj se može koristiti umjesto kockica koje se često koriste. Ima jednocifreni 7-segmentni LED ekran i dva dugmeta: "Run" i "Display Previous". Digitalne kockice mogu se napajati iz jedne baterije CR2032. Nema prekidač za uključivanje zbog zanemarivo niske potrošnje energije u praznom hodu.

U nastavku smo opisali korake potrebne za razumijevanje kako je GreenPAK čip programiran za stvaranje digitalnih kockica. Međutim, ako samo želite dobiti rezultat programiranja, preuzmite GreenPAK softver da biste vidjeli već završenu GreenPAK datoteku za dizajn. Priključite GreenPAK Development Kit na svoje računalo i pritisnite hit program za stvaranje prilagođenog IC -a za kontrolu vaših digitalnih kockica.

Korak 1: Arhitektura uređaja

Dizajn se sastoji od sljedećih blokova:

• Entropy Generator
• Registar pomaka linearne povratne sprege
• Binarni do 7-segmentni dekoder
• Kontrolna jedinica
• Postavke makro ćelija

Korak 2: Generator Entropije

Generator entropije izgrađen je od četiri asinhrona oscilatora. Dvije od njih su izgrađene pomoću obrnute zatvorene petlje LUT sa kašnjenjem (1 MHz i 6,5 MHz). Dva druga su GreenPAK -ov OSC1 (2.048 MHz zajedno s podjelom za 3) i OSC2 (25 MHz podijeljen s 2).

Unos nekoliko asinhronih taktnih signala na XNOR gate je dovoljan da dobije nepredvidljiv signal na svom izlazu (šum ili entropija). Ali makro ćelije unutar SLG46826V omogućuju stvaranje još složenijih rješenja. Koristeći još jedan oscilator i DFF dobivamo potpuno slučajan signal.

Korak 3: Registar pomaka linearne povratne sprege

3-bitni LFSR izgrađen je pomoću tri DFF-a i jednog XNOR-a. Ovaj blok sa svakim ulaznim taktom generira 3-bitni pseudo-slučajni broj. Ovdje, umjesto takta, signal šuma ulazi na ulaz LFSR-a, stvarajući pravi slučajni 3-bitni broj.

Korak 4: Binarni do 7-segmentni dekoder

Za pretvaranje 3-bitnog slučajnog broja generiranog LSFR-om, koristi se binarni dekoder u 7-segmentni, vidi sliku 3. Dekoder je izgrađen od 3-bitnih LUT-ova.

Korak 5: Upravljačka jedinica

Upravljačka jedinica je dio uređaja dizajniran za pokretanje i zaustavljanje nakon perioda od 3 sekunde. Dva pina su konfigurirana kao ulazi i dva tastera moraju biti povezana sa VDD -a na te pinove. Dok je pritisnuto dugme "Pokreni", uređaj kontinuirano generira nasumične brojeve. Odmah nakon što se dugme otpusti, generacija prestaje i LFSR zaključava svoje izlaze. Dekoder zatim pokreće 7-segmentni ekran. Nakon perioda od 3 sekunde, digitalna kocka miruje. Uređaj je i dalje uključen, ali budući da su sve oscilacije isključene, trenutna potrošnja je izuzetno niska. Ovo omogućava uređaju da "zapamti" posljednji generirani slučajni broj. Ako pritisnete tipku "Prikaz prethodnog", posljednji generirani slučajni broj bit će prikazan sve dok se gumb ne otpusti. Budući da je Digitalna kocka dizajnirana da zamijeni uobičajene kockice, 3-bitni LUT12 se koristi za ponovno pokretanje kada se pojave "0" ili "7". Ovo osigurava da će uređaj generirati slučajan broj u rasponu od 1 do 6.

Korak 6: Postavke makro ćelija

Za svaku makro ćeliju postavke se odnose na gornje tablice.

Zaključci

Digitalne kockice mogu se koristiti kao zamjena za uobičajene kockice u kockarnicama ili pri igranju bilo koje druge igre gdje su kockice potrebne. Ima generator entropije koji konstantno generira 3-bitne slučajne brojeve dok je pritisnuto dugme "Pokreni". Zaustavlja se i prikazuje rezultat tek kad se dugme otpusti, pa ljudski faktor također utječe na generirani slučajni broj. Četiri asinhrona oscilatora zajedno s promjenjivim pritiskom na gumb čine uređaj potpuno i poželjno nepredvidljivim.