電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)

1、西安電子科技大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題 目 電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí) 11 級(jí)通信 2 班 學(xué) 號(hào) 2 院 （系） 信息工程學(xué)院 指導(dǎo)教師完成時(shí)間 2013 年 11 月 28 日目錄1 課程設(shè)計(jì)的目的 1 2 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求 2 3 設(shè)計(jì)方案與論證 33. 1 方 案 設(shè) 計(jì) 33. 2 方案論證 44 設(shè)計(jì)原理及功能說明 55 單元電路的設(shè)計(jì) 5 6 硬件的制作與調(diào)試 5 7 總結(jié) 10 參考文獻(xiàn) 15 附錄 1：總體電路原理圖 18 附錄 2：元器件清單 191 課程設(shè)計(jì)的目的2 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求3 設(shè)計(jì)方案與論證根據(jù)電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤的功能要求，將電路劃分為四個(gè)單元功能模

2、塊， 即時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生模塊、譯碼驅(qū)動(dòng) LED數(shù)碼管顯示模塊、十進(jìn)制計(jì)數(shù)模塊 和開關(guān)等邏輯控制。3.1 方案設(shè)計(jì)本電路由 555 成的多諧振蕩器和 CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器脈沖分配器 組成。 10顆發(fā)光二極管模擬幸運(yùn)物，當(dāng)按下啟動(dòng)鍵 1 秒以上，發(fā)光二極 管高速循環(huán)點(diǎn)亮，幾秒鐘后旋轉(zhuǎn)速度越來越慢并最終隨機(jī)停止于某顆燈 上?？梢詫⒚款w燈旁邊標(biāo)上幸運(yùn)物品作為搖獎(jiǎng)器。 C1的數(shù)值決定延遲時(shí) 間，C2的數(shù)值決定循環(huán)速度。電源供電電壓為直流 5V，也可以采用 3 節(jié) 1.5V 電池供電。電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)方框圖如圖 3-1 所示。鈕啟開 按式動(dòng)關(guān)電容555 集成4017 集發(fā)光二式放電路多成電路極管點(diǎn)計(jì)諧振蕩

3、十進(jìn)制1-10 顯時(shí)器器計(jì)數(shù)器示圖 3-1 電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)方框圖3.2 方案論證4 設(shè)計(jì)原理及功能說明4.1 電路設(shè)計(jì)原理脈沖產(chǎn)生器由 NE555及外圍元件構(gòu)成多諧振蕩器， 當(dāng)按下按鍵 S1 時(shí) Q1導(dǎo)通， NE555的 3腳輸出脈沖，則 CD4017的 10個(gè)輸出端輪流輸出高 電平驅(qū)動(dòng) 10 只 LED輪流發(fā)光。松開按鍵后，由于有電容 C1的存在， Q1 不會(huì)立即截止，隨著 C1兩端電壓的下降， Q1的導(dǎo)通程序逐漸減弱， 3 腳 輸出脈沖的頻率變慢， LED移動(dòng)頻率也隨之變慢。 最后當(dāng) C1放電結(jié)束后。 Q1截止， NE555的 3 腳不再輸出脈沖， LED停止移動(dòng)。一次“開獎(jiǎng)”過 程就這

4、樣完成了。 R2 決定 LED移動(dòng)速度， C1決定等待“開獎(jiǎng)”的時(shí)間。4.2 功能說明5 單元電路的設(shè)計(jì)5.1 CD4017 與 NE555 的原理5.1.1 CD4017 工作原理CD4017 是一個(gè)十進(jìn)制數(shù)集成電路，是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器脈沖分配器， 它的內(nèi)部由計(jì)數(shù)器及譯碼器兩部分組成。 16腳以及 8 腳分別為正負(fù)極電 源接腳，可在 3-18V 下工作。 14 是時(shí)鐘脈沖輸入端，每當(dāng)輸入由低電位 （約 0V）轉(zhuǎn)高電位時(shí)令輸出端依次序輪流輸出高電位。 13 端是時(shí)鐘脈沖 控制端，一般接低電位，若接高電位會(huì)使 14端暫停作用。 15 端是置零 端，一般接零電位，若接高單位則是輸出置零，即 Q0輸出端

5、永遠(yuǎn)為高單 位，12 端是進(jìn)位端，用來接下一個(gè)十進(jìn)計(jì)數(shù)器，變成雙位計(jì)數(shù)器，本電 路不用，故空接。 CD4017的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖所示。5.1.2 NE555 工作原理555 定時(shí)器由 3 個(gè)阻值為 5k 的電阻組成的分壓器、 兩個(gè)電壓比較 器 C1 和 C2、基本 RS觸發(fā)器、放電三極管 TD和緩沖反相器 G4組成。虛 線邊沿標(biāo)注的數(shù)字為管腳號(hào)。 其中，1腳為接地端； 2 腳為低電平觸發(fā)端， 由此輸入低電平觸發(fā)脈沖； 6 腳為高電平觸發(fā)端，由此輸入高電平觸發(fā) 脈沖；4 腳為復(fù)位端，輸入負(fù)脈沖（或使其電壓低于 0.7V）可使 555 定 時(shí)器直接復(fù)位； 5 腳為電壓控制端，在此端外加電壓可以改變比

6、較器的 參考電壓，不用時(shí)，經(jīng) 0.01uF 的電容接地，以防止引入干擾； 7 腳為放 電端， 555定時(shí)器輸出低電平時(shí)，放電晶體管 TD導(dǎo)通，外接電容元件通 過 TD 放電； 3 腳為輸出端，輸出高電壓約低于電源電壓 1V-3V，輸出電8 腳為流可達(dá) 200mA，因此可直接驅(qū)動(dòng)繼電器、發(fā)光二極管、指示燈等； 電源端，可在 5V-18V 范圍內(nèi)使用。 NE555的內(nèi)部電路如圖所示5.2 CD4017 與 NE555 在電路中的作用在 CD4017的 14 端接上一脈沖產(chǎn)生器便可成為電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤。脈沖 產(chǎn)生器是一個(gè)用計(jì)時(shí)器集成電路 555 設(shè)計(jì)而成的無穩(wěn)態(tài)多諧波振蕩器， 產(chǎn)生高低變化不停的方形脈沖

7、波。當(dāng)按一下按鈕式開關(guān)時(shí)， C1會(huì)及時(shí)充 電至電源電壓 9V，此電壓經(jīng)晶體管 （TR）緩沖放大器后施加在 IC2 555 無 穩(wěn)態(tài)多諧波振蕩器的重置端上， 令其開始震蕩， 在第三端輸出方波脈沖。 當(dāng)按鈕式開關(guān)放開后， C1會(huì)經(jīng) R1放電，其電壓徐徐下降， IC3第 4 端 的電壓變得很低，令震蕩停止，第三端停止輸出方波脈沖。6 硬件的制作與調(diào)試7 總結(jié)通過這次電子作品的制作使我們的專業(yè)技能得到了很大的鍛煉和提 高。在電子作品制作的過程中。 從基本元器件的認(rèn)識(shí)到焊接技術(shù)的練習(xí)， 再到產(chǎn)品設(shè)計(jì)，在每一步的操作過程中，都學(xué)到很多新的知識(shí)。通過制 作將理論知識(shí)和時(shí)間相結(jié)合，從而深刻的理解理論知識(shí)，擴(kuò)展

8、了對(duì)理論 知識(shí)應(yīng)用的理解并更進(jìn)一步地熟悉了電子制作的設(shè)計(jì)過程和應(yīng)該注意的 細(xì)節(jié)。首先，通過這次電子制作的實(shí)訓(xùn)。我們要對(duì)所做的作品的原理和所 用到的元器件的工作原理和用法做了深入的了解。因此在實(shí)訓(xùn)中我對(duì)集 成芯片 555 ， 4017的原理更加深入和應(yīng)用更加熟悉了。同時(shí)我們所做的 電子作品電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤的構(gòu)成和工作原理都有了相應(yīng)的理解。其次，在 電子作品制作過程中無疑要用到相應(yīng)的設(shè)計(jì)軟件，同時(shí)也要做作品的 PCB 板的制作與焊接。因此在實(shí)訓(xùn)中使我對(duì)電子設(shè)計(jì)與仿真軟件的使用 更加的熟悉與靈活了。還有焊接的接點(diǎn)有要比之前有了很大的提高，減 少了虛焊等焊接點(diǎn)的數(shù)量。電子作品的制作不僅僅鍛煉了自己的實(shí)踐能

9、力，并且在此過程中還 鍛煉了自己在制作產(chǎn)品上的邏輯思維，知道了要設(shè)計(jì)一個(gè)產(chǎn)品需要什么 必備條件和設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)候的邏輯步驟。因此，這樣的電子作品的制作的 實(shí)訓(xùn)，將會(huì)很好的擴(kuò)展我們得思維能力， 將學(xué)習(xí)的理論與與實(shí)踐相結(jié)合， 作品制作與生活相結(jié)合，做出對(duì)社會(huì)和生活有的產(chǎn)品來。最后，要感謝 指導(dǎo)老師在電子作品制作實(shí)訓(xùn)中的精心指導(dǎo)和幫助。1.2.3.4.（ 第五版 ） 高等教育出版社華中科技大學(xué)出版社參考文獻(xiàn)邱關(guān)源 . 電路 （第五版） 高等教育出版社 楊全科 . 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版社 閻石. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)伊仕. 電工電子工程基礎(chǔ)附錄 1：總體電路原理圖附錄 2：元器件清單序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量1