DIY digitalne kockice: 6 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-23 14:47

Ovaj Instructable opisuje kako dizajnirati Digital Dice, pravi generator slučajnih brojeva od 1 do 6. Ovaj uređaj se može koristiti umjesto uobičajeno korištenih kockica. Ima jednoznamenkasti 7-segmentni LED zaslon i dvije tipke: "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 kako biste vidjeli već dovršenu datoteku za dizajn GreenPAK. Priključite GreenPAK Development Kit na svoje računalo i hit program za stvaranje prilagođenog IC -a za kontrolu vaših digitalnih kockica.

Korak 1: Arhitektura uređaja

Dizajn se sastoji od sljedećih blokova:

• Generator Entropije
• 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 izgrađene su pomoću obrnute zatvorene petlje LUT sa kašnjenjem (1 MHz i 6,5 MHz). Druga dva su GreenPAK -ov OSC1 (2.048 MHz zajedno s podjelom za 3) i OSC2 (25 MHz podijeljen s 2).

Unos nekoliko asinkronih signala takta na vrata XNOR -a dovoljan je za dobivanje nepredvidivog signala na izlazu (šum ili entropija). No, makro ćelije unutar SLG46826V omogućuju stvaranje još kompliciranijih rješenja. Koristeći još jedan oscilator i DFF dobivamo potpuno slučajan signal.

Korak 3: Registar pomaka linearnih povratnih informacija

3-bitni LFSR izgrađen je pomoću tri DFF-a i jednog XNOR ulaza. 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 u 7-segmentni dekoder, vidi sliku 3. Dekoder je izgrađen od 3-bitnih LUT-ova.

Korak 5: Upravljačka jedinica

Upravljačka jedinica dio je uređaja predviđenog za pokretanje i zaustavljanje nakon razdoblja od 3 sekunde. Dva pina su konfigurirana kao ulazi i dva gumba moraju biti spojena s VDD -a na te pinove. Dok je pritisnuta tipka "Run", uređaj kontinuirano generira slučajne brojeve. Odmah nakon što je gumb otpušten, generacija se zaustavlja i LFSR zaključava svoje izlaze. Dekoder zatim pokreće 7-segmentni zaslon. Nakon razdoblja od 3 sekunde, digitalna kocka miruje. Uređaj je i dalje uključen, ali budući da su sve oscilacije isključene, trenutna potrošnja je izuzetno niska. To omogućuje uređaju da "zapamti" posljednji generirani slučajni broj. Ako pritisnete gumb "Prikaži prethodni", posljednji generirani slučajni broj bit će prikazan sve dok se gumb ne otpusti. Budući da je Digitalna kocka dizajnirana tako da zamijeni uobičajene kockice, 3-bitni LUT12 koristi se za ponovno pokretanje kada se pojave "0" ili "7". Time se osigurava da će uređaj generirati slučajni broj u rasponu od 1 do 6.

Korak 6: Postavke makro ćelija

Za svaku makroćeliju 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 potrebne kockice. Ima generator entropije koji neprestano generira 3-bitne slučajne brojeve dok je pritisnuta tipka "Pokreni". Zaustavlja se i prikazuje rezultat tek kad se gumb otpusti, pa ljudski faktor također utječe na generirani slučajni broj. Četiri asinhrona oscilatora zajedno s promjenjivošću ljudskog gumba čine uređaj potpuno i poželjno nepredvidljivim.