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赛博军棋:让电路当裁判的电子军棋 PCB 设计

赛博军棋棋盘PCB
赛博军棋棋盘 PCB:在传统军棋棋盘布局上集成了比大小与先后手电路的完整设计

在模拟集成电路课程中,我们用嘉立创 EDA 从原理图到 Layout 完整设计了一款电子军棋——将传统棋类游戏的裁判逻辑做进了 PCB,实现棋子自动比大小、自动决定先后手。该项目获满分且全班第一。


一、想法从何而来?

军棋的暗棋玩法有一个痛点:两子对碰后需要第三方(裁判)查看大小才能判定胜负。如果只有两个人,要么轮流当裁判(破坏公平),要么翻明棋(失去暗棋乐趣)。

能不能让电路来当裁判?于是有了赛博军棋——每枚棋子底部有电子触点,接触棋盘时自动比较等级,LED 直接显示胜负结果。两个人在任何地方都能开局,完全不需要第三个人。


二、核心设计:电阻编码自动比大小

思路很简单:每枚棋子底部焊接不同阻值的电阻,用电阻值编码棋子等级。

棋子底面PCB
棋子底面 PCB:不同等级对应不同阻值——工兵 5kΩ、排长 7.5kΩ、连长 10kΩ……直至司令 42.2kΩ。地雷 60.4kΩ,炸弹 7.5MΩ
棋子等级编码电阻棋子等级编码电阻
工兵5 kΩ团长16.9 kΩ
排长7.5 kΩ旅长24.3 kΩ
连长10 kΩ师长30 kΩ
营长13 kΩ军长 / 司令42.2 kΩ
地雷 (60.4 kΩ,仅被工兵克)炸弹 (7.5 MΩ,与任何棋子同归于尽)
棋子正面设计
棋子正面:红字黑底设计,清晰标注等级,底面平整无需反复拔插

棋盘上有一个比较器电路:两枚棋子接触棋盘时,电路读取双方电阻值 → 比较大小 → LED 指示胜负。同时还有一个逻辑电路自动判定先后手。

中间电路的Layout

三、从原理图到成品

整个设计流程在嘉立创 EDA 中完成:

  • 原理图设计:比大小电路(比较器 + 电阻网络)和先后手电路(D 触发器 + LED 驱动)两部分独立设计
  • PCB Layout:棋盘采用军棋标准棋盘格局,在行营/兵站位置布置电子触点;棋子底面使用铜片做接触式接口,无需拔插
  • Gerber 出图:分别导出棋盘、棋子底面、棋子正面三组 Gerber 文件,交付 PCB 打样

棋子设计上特别注意了使用体验:底面采用接触式铜片而非插针,按下即导通、抬起即断开,操作流畅自然。正面丝印标注等级,方便识别。


四、特色与收获

将传统游戏规则"编译"为电路逻辑,是这个项目最有趣的地方。军棋的等级链(司令 > 军长 > … > 工兵)天然映射为电阻值大小的线性比较;炸弹的特殊规则(与任何棋子同归于尽)通过极高阻值(7.5MΩ)触发特殊判据;地雷的部分免疫性(仅被工兵克)则用阻值区间判断实现。

这不仅是一次 PCB 设计练习,更是对模拟电路在真实场景中如何解决问题的完整思考——从需求分析、方案选型、原理图设计到 Layout 布局、BOM 整理、Gerber 导出,完整走通了硬件产品化的全流程。

项目采用嘉立创 EDA 设计,Gerber 文件和 BOM 表已整理归档,可直接用于复刻。

Author: Alan
Date:2026年06月11日

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