可预置数的1位随机数产生电路的设计与仿真

杨 奇 赖康荣 王 超

(昌吉学院物理系，新疆 昌吉 831100)

1.引言

生活中常常会遇到需要产生多个不重复随机数的问题，如随机抽奖、摇号等从多个整数中随机产生一个数。解决此问题的方法有多种如：软件编程、硬件电路实现或仿真。我们可以利用《数字电子技术》知识通过仿真软件进行仿真设计。Multisim是美国国家仪器公司 (NI)下属的Electronics Workbench Group发布的交互式SPICE仿真和电路分析软件，它是一款优秀的电子电路辅助分析与设计软件，其优点很多，利用该软件对电子电路进行仿真设计，不消耗实际的元器件，电路修改调试方便，提高了电子电路设计的效率，缩短了产品开发的周期，是目前大学课程中常用的电子设计应用软件。下面让我们一起来了解如何用Multisim来实现一定功能的电路并仿真。

2.设计要求与分析

2.1 设计要求

设计一个在0到9这十个数内可预置数的1位随机数产生电路，即可以根据要求在0到9范围内任意设定一定范围内产生随机数，如0到4，5到9等，要求：通过一个按键开关随机抽取预先设定数范围内中的一个数字，经译码后用数码管直观地显示该随机数。

2.2 分析

根据设计要求，数字至多在0到9可由十进制计数器状态输出获取。由于计数器状态输出是周期性变化的，因此数字所设定的随机数应均等地出现。为了保证随机数均等地出现，其频率可设定为10kHz。在确定初态的情况下，按键频率要达到10kHz才能预知下一状态。操作人员是远远达不到如此高的按键频率，这样就保证了随机数出现的公正性。……