„Pasidaryk pats“skaitmeniniai kauliukai: 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Šioje instrukcijoje aprašoma, kaip sukurti skaitmeninius kauliukus - tikrą atsitiktinių skaičių generatorių nuo 1 iki 6. Šį įrenginį galima naudoti vietoj dažniausiai naudojamų kauliukų. Jame yra 1 skaitmenų 7 segmentų LED ekranas ir du mygtukai: „Vykdyti“ir „Rodyti ankstesnį“. Skaitmeninius kauliukus galima maitinti iš vienos CR2032 baterijos. Jame nėra įjungimo jungiklio dėl nereikšmingai mažų energijos sąnaudų tuščiąja eiga.

Žemiau aprašėme veiksmus, kurių reikia norint suprasti, kaip „GreenPAK“lustas buvo užprogramuotas sukurti skaitmeninius kauliukus. Tačiau, jei norite gauti programavimo rezultatą, atsisiųskite „GreenPAK“programinę įrangą, kad peržiūrėtumėte jau užpildytą „GreenPAK“dizaino failą. Prijunkite „GreenPAK Development Kit“prie kompiuterio ir paspauskite programą, kad sukurtumėte pasirinktinį IC, kad galėtumėte valdyti savo skaitmeninius kauliukus.

1 žingsnis: įrenginio architektūra

Dizainas susideda iš šių blokų:

• Entropijos generatorius
• Linijinio grįžtamojo ryšio poslinkio registras
• Dvejetainis iki 7 segmentų dekoderis
• Valdymo blokas
• „Macrocell“nustatymai

2 žingsnis: Entropijos generatorius

Entropijos generatorius pagamintas iš keturių asinchroninių generatorių. Du iš jų yra pagaminti naudojant apverstą uždaro ciklo LUT su uždelsimu (1 MHz ir 6,5 MHz). Kiti du yra „GreenPAK“OSC1 (2,048 MHz kartu su dalijimu iš 3) ir OSC2 (25 MHz padalintas iš 2).

Pakanka įvesti kelis asinchroninius laikrodžio signalus į XNOR vartus, kad išvestyje būtų gautas nenuspėjamas signalas (triukšmas ar entropija). Tačiau SLG46826V makroelementai leidžia kurti dar sudėtingesnius sprendimus. Naudodami dar vieną generatorių ir DFF gauname visiškai atsitiktinį signalą.

3 žingsnis: linijinio grįžtamojo ryšio poslinkio registras

3 bitų LFSR yra sukurtas naudojant tris DFF ir vieną XNOR vartą. Šis blokas su kiekvienu įvesties laikrodžiu generuoja 3 bitų pseudo atsitiktinį skaičių. Čia vietoj laikrodžio impulso triukšmo signalas patenka į LFSR įvestį ir sukuria tikrą atsitiktinį 3 bitų skaičių.

4 žingsnis: dvejetainis iki 7 segmentų dekoderis

Norint konvertuoti 3 bitų atsitiktinį skaičių, sukurtą LSFR, naudojamas dvejetainis į 7 segmentų dekoderį, žr. 3 pav. Dekoderis sudarytas iš 3 bitų LUT.

5 žingsnis: valdymo blokas

Valdymo blokas yra prietaiso dalis, skirta paleisti ir sustabdyti po 3 sekundžių. Du kaiščiai yra sukonfigūruoti kaip įėjimai, o du mygtukai turi būti prijungti iš VDD prie tų kaiščių. Paspaudus mygtuką „Vykdyti“, prietaisas nuolat generuoja atsitiktinius skaičius. Iškart po to, kai mygtukas atleidžiamas, generavimas sustoja ir LFSR užrakina savo išėjimus. Dekoderis vėliau sukuria 7 segmentų ekraną. Po 3 sekundžių skaitmeninis kauliukas nenaudojamas. Įrenginys vis dar įjungtas, tačiau kadangi visi svyravimai buvo išjungti, srovės suvartojimas yra itin mažas. Tai leidžia įrenginiui „prisiminti“paskutinį sugeneruotą atsitiktinį skaičių. Paspaudus mygtuką „Rodyti ankstesnį“, paskutinis sugeneruotas atsitiktinis skaičius bus rodomas tol, kol mygtukas bus atleistas. Kadangi „Digital Dice“sukurtas pakeisti įprastus kauliukus, 3 bitų LUT12 naudojamas jį paleisti iš naujo, kai įvyksta „0“arba „7“. Tai užtikrina, kad įrenginys sugeneruos atsitiktinį skaičių nuo 1 iki 6.

6 žingsnis: „Macrocell“nustatymai

Kiekvienos makroelemento nustatymai pateikiami aukščiau esančiose lentelėse.

Išvados

Skaitmeninius kauliukus galima naudoti kaip įprastų kauliukų pakeitimą kazino arba žaidžiant bet kokius kitus žaidimus, kur reikia kauliukų. Jame yra entropijos generatorius, kuris nuolat generuoja 3 bitų atsitiktinius skaičius, kol paspaudžiamas mygtukas „Vykdyti“. Jis sustoja ir rodo rezultatą tik tada, kai mygtukas yra atleistas, todėl žmogiškasis faktorius taip pat turi įtakos sugeneruotam atsitiktiniam skaičiui. Keturi asinchroniniai osciliatoriai kartu su žmogaus mygtukų paspaudimų kintamumu daro prietaisą visiškai ir pageidautina nenuspėjamą.