自制三维电子骰子

文章摘要： C5和R10用来为微控制器IC1产生上电复位信号．IC1产生的时钟(CLK)和数据(DATA)信号经 插座K3送到2号电路板，K3 的其余引脚则用来为2号电路板供电和连接该电路板上的按键开关S1。将按键开关S1装在2号电路板上是因为主电路板上元件太多，挤不下了。三、其余电路板 其余的2号、6号电路板电路彼此基本相同，主要差别是2号电路板上有一只按键开关，而其他电路板上没有此开关。图2中的上图是2号电路板的电路图，下图则是其余4块电路板的电路图，它们的输出插座K2依次接到下一块电路板的输入插座K1。显然，最后一块电路板(即6号板)无需安装输出插座K2。 这些电路板的核心是一

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    C5和R10用来为微控制器IC1产生上电复位信号．IC1产生的时钟(CLK)和数据(DATA)信号经    插座K3送到2号电路板，K3 的其余引脚则用来为2号电路板供电和连接该电路板上的按键开关S1。将按键开关S1装在2号电路板上是因为主电路板上元件太多，挤不下了。

三、其余电路板
  其余的2号、6号电路板电路彼此基本相同，主要差别是2号电路板上有一只按键开关，而其他电路板上没有此开关。图2中的上图是2号电路板的电路图，下图则是其余4块电路板的电路图，它们的输出插座K2依次接到下一块电路板的输入插座K1。显然，最后一块电路板(即6号板)无需安装输出插座K2。
    这些电路板的核心是一只74HCT4094移位寄存器(IC1)。该IC具有并行输出寄存器，它在时钟输入信号的每个上升沿使IC里的8位数据移动1位，并使第1位取值为输入数据，最后1位则通过该IC的⑨脚移出到下一块电路板上移位寄存器的数据输入端，这样就有效地将所有电路板变成了一个庞大的移位寄存器。

四、制作
    各电路板的制作与一般方法稍有不同。为了避免因元件引脚伸出电路板而导致骰子滚动时损坏家具表面，对6块电路板的大多数元件采用了表面安装式贴片元件，对它们的IC也采用表面安装式IC插座。为了缩短电路板之间的连线，6块电路板各有自己的印板图，见图7。其中，主电路板(即1号板)上的元件最多，2号板上装有按键开关S1，其余4块电路板的电路彼此相同，只是输入和输出插座的位置有所不同，因而它们的印板图也有所不同。
    焊电路板之前，先将贴片式元件和IC插座的引脚向外打弯，并按照它们在印板上的实际安装位置剪去引脚的过长部分，再用小功率电烙铁将它们逐一贴焊在相应的电路板上。每块电路板上各有7个用来安装发光二极管的小孔，它们分别构成骰子6个面上的点状图形。安装前，先按照图3所示将42只发光二极管的引脚打弯成形，再逐一焊接到位，使每只发光二极管的顶部与电路板的另一面保持平齐即可。焊接时注意发光二极管的阳极和阴极不要焊错。
 
图3  发光二极管的焊装示意图
    除双列直插式IC外．还有少数元件(如晶体和水银倾斜式开关等)采用的是普通引脚，为了使它们不致穿过电路板来进行焊接，对这些元件也要进行表面安装式焊接，即将它们的引脚剪短并打弯90°再贴焊在电路板上，但要注意，不要将它们的引脚留得过短而不便于焊接。

五、接线和试验
  6块电路板焊好后，即可参照图4将它们连接起来。各电路板之间的连线长度取为5cm左右为宜，如果取得过短，则下一步难以将它们组装在一起，但也不宜取得过长而使连线变得过于松散，连接时应仔细参照图5所示的详细接线图，不要接错。
 
图4 6块电路板的详细接线图
    电路板连接完毕即可将IC分别插在各电路板上相应的IC插座上，注意各IC的方向不要插错．然后仔细检查每块电路板，确信一切无误再接上9V电池进行通电试验，此时6块电路板均平铺在桌面上，便于操作，这是试验电子骰子和排除故障的最佳时机，如果6块电路板已经组装成一个小立方体，则电路板之间的空间变得非常狭小，再发现故障就很难下手了。试验时，按一下2号板上的开关S1，如果6块电路板上的发光二极管显示随机的点数，则说明电子骰子已开始工作。再摇动一下1号板来模仿骰子滚动，如果骰子6个面上显示的点数随之出现有规则的变化，而且几秒钟后变化的速度逐渐变慢并最后显示滚动结果的点数，则说明本电子骰子工作正常，否则应检查和排除故障。

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