DIY digitalne kocke: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Ta Instructable opisuje, kako oblikovati Digital Dice, pravi generator naključnih števil od 1 do 6. To napravo lahko uporabite namesto običajno uporabljene kocke. Ima 1-mestni 7-segmentni LED zaslon in dva gumba: "Run" in "Display Previous". Digitalne kocke se lahko napajajo iz ene baterije CR2032. Nima stikala za vklop zaradi zanemarljivo nizke porabe energije v prostem teku.

Spodaj smo opisali potrebne korake za razumevanje, kako je bil čip GreenPAK programiran za ustvarjanje digitalnih kock. Če pa želite samo doseči rezultat programiranja, prenesite programsko opremo GreenPAK, če si želite ogledati že dokončano oblikovalsko datoteko GreenPAK. Priključite razvojni komplet GreenPAK na računalnik in pritisnite hitri program, da ustvarite IC po meri za nadzor vaših digitalnih kock.

1. korak: Arhitektura naprave

Zasnova je sestavljena iz naslednjih blokov:

• Generator entropije
• Register premikov linearnih povratnih informacij
• Binarni do 7-segmentni dekoder
• Kontrolna enota
• Nastavitve makrocelic

2. korak: Generator entropije

Generator entropije je sestavljen iz štirih asinhronih oscilatorjev. Dva od njih sta zgrajena z uporabo obrnjenega LUT z zaprto zanko z zamudo (1 MHz in 6,5 MHz). Drugi dve sta GreenPAK -ov OSC1 (2.048 MHz skupaj z delitvijo s 3) in OSC2 (25 MHz deljeno z 2).

Vnos nekaj asinhronih signalov ure na vrata XNOR zadostuje, da dobimo nepredvidljiv signal na izhodu (šum ali entropija). Toda makrocelice v SLG46826V omogočajo izdelavo še bolj zapletenih rešitev. Z uporabo enega oscilatorja in DFF dobimo popolnoma naključen signal.

3. korak: Register premikov linearnih povratnih informacij

3-bitni LFSR je zgrajen s tremi DFF-ji in enimi vrati XNOR. Ta blok z vsako vhodno uro ustvari 3-bitno psevdo naključno število. Tu namesto urnega impulza gre signal hrupa na vhod LFSR in ustvari resnično naključno 3-bitno število.

4. korak: Binarni do 7-segmentni dekoder

Za pretvorbo 3-bitnega naključnega števila, ki ga ustvari LSFR, se uporablja binarni v 7-segmentni dekoder, glej sliko 3. Dekoder je zgrajen iz 3-bitnih LUT.

5. korak: Krmilna enota

Krmilna enota je del naprave, ki je namenjena zagonu in ustavitvi po 3 sekundah. Dva zatiča sta konfigurirana kot vhoda in dva gumba morata biti povezana z VDD na te nožice. Ko je pritisnjen gumb "Zaženi", naprava nenehno ustvarja naključna števila. Takoj po sprostitvi gumba se generacija ustavi in LFSR zaskoči svoje izhode. Dekoder nato zažene 7-segmentni zaslon. Po 3 sekundah digitalna kocka miruje. Naprava je še vedno vklopljena, a ker so vsa nihanja izklopljena, je trenutna poraba izjemno nizka. To omogoča, da si naprava "zapomni" zadnje generirano naključno število. Če pritisnete gumb "Prikaz prejšnjega", bo prikazano zadnje generirano naključno število, dokler se gumb ne sprosti. Ker so digitalne kocke namenjene zamenjavi običajnih kock, se 3-bitni LUT12 uporablja za ponovni zagon, ko pride do "0" ali "7". To zagotavlja, da bo naprava ustvarila naključno število v razponu od 1 do 6.

6. korak: Nastavitve makrocelic

Za vsako makrocelico se nastavitve nanašajo na zgornje tabele.

Sklepi

Digitalno kocko lahko uporabite kot nadomestek običajnih kock v igralnicah ali pri igranju katere koli druge igre, kjer so potrebne kocke. Ima generator entropije, ki nenehno ustvarja 3-bitna naključna števila, medtem ko je pritisnjen gumb "Zaženi". Ustavi in prikaže rezultat šele, ko gumb spustite, zato človeški faktor vpliva tudi na generirano naključno število. Štirje asinhroni oscilatorji skupaj s spremenljivostjo pritiska na človeški gumb naredijo napravo popolnoma in zaželeno nepredvidljivo.