幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤課程設(shè)計(jì)Word版

1、傳播優(yōu)秀Word版文檔 ，希望對您有幫助，可雙擊去除！鄭州科技學(xué)院數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題 目 電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤 學(xué)生姓名 專業(yè)班級 14級電子科學(xué)與技術(shù) 學(xué) 號 院 （系） 電氣工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 完成時(shí)間 2017年 3月8 日 2017年3月20日目 錄 前 言11 課程設(shè)計(jì)的目的22 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求23 設(shè)計(jì)方案與論證33.1 設(shè)計(jì)思路33.2 設(shè)計(jì)方案33.3 設(shè)計(jì)論證44 設(shè)計(jì)原理及功能說明44.1 電路的設(shè)計(jì)原理44.2 由NE555組成的震蕩器54.3 NE555介紹64.4 CD4017工作原理85 硬件的調(diào)試與制作95.1 硬件的調(diào)試95.2 硬件的制作96 實(shí)驗(yàn)總結(jié)11參考文獻(xiàn)

2、13附錄1 實(shí)物圖14附錄2 總體電路仿真圖16附錄3 元器件清單17前 言在這個(gè)信息化的社會，我們每天都在進(jìn)行數(shù)字化，電氣化，簡單化的發(fā)展。當(dāng)我們在工作，學(xué)習(xí)，交友等不同的生活之中，我們的生活在慢慢地變得快捷輕松，這就是科技的力量。并且市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對科技的要求越來越高。在現(xiàn)實(shí)的生活中我們每一天都在與科技打交道。本次我們組設(shè)計(jì)的是電子幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤，現(xiàn)在許多得商家通過抽獎的活動勾引起消費(fèi)者的購物狂潮。電子轉(zhuǎn)盤游戲機(jī)是一種應(yīng)用了數(shù)字電子技術(shù)的游戲,幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤就是先預(yù)測旋轉(zhuǎn)中的圓盤停止時(shí)，到底會停在哪個(gè)位置的工具。也可用作估號碼游戲，電子骰子，抽獎機(jī)等。電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤就是以電子的方式達(dá)成相同的功能

3、，本套件把10只LED配置成一個(gè)圓圈，當(dāng)按一下按鍵后，每只LED順序輪流發(fā)光，流動速度越來越慢，最后停在某一只LED上不再移動。若最后發(fā)亮那個(gè)LED與玩家預(yù)測的相同，則表示“中獎”同時(shí)通過對本次課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐也能很好的回憶和鞏固自己之前的知識。對動手能力的一次嘗試和考驗(yàn)。并且通過對這個(gè)基礎(chǔ)性的數(shù)字電子游戲的制作對更復(fù)雜的大型電子游戲有所了解和認(rèn)識。對社會上的使用需求也有所料了解。總之，本次課程設(shè)計(jì)將是對自己綜合能力的一次全面考察。通過此次的實(shí)訓(xùn)能夠?qū)⑿酒囊_分布和參數(shù)進(jìn)行具體的了解。我們當(dāng)初設(shè)計(jì)的目的是為了生活的簡單化，雖然我們是借鑒前人智慧，但是在這次的課程設(shè)計(jì)過程中，不得不讓人明見前人的

4、成功與對知識的見解。1 課程設(shè)計(jì)的目的本次設(shè)計(jì)本著鍛煉學(xué)生的動手能力和思考能力的目的，把所學(xué)知識與實(shí)際相結(jié)合。學(xué)生通過理論設(shè)計(jì)和實(shí)際制作解決相應(yīng)的實(shí)際問題，鞏固和運(yùn)用在數(shù)字電子技術(shù)一書中所學(xué)的理論知識和實(shí)驗(yàn)技能，掌握模擬電子系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法，提高設(shè)計(jì)能力和實(shí)際動手能力，為以后從事電子產(chǎn)品打下良好的基礎(chǔ)。提高學(xué)生的就業(yè)競爭力，激發(fā)我校大學(xué)生事實(shí)就是，刻苦鉆研，發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)合作精神，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動手實(shí)踐能力。加強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)前沿技術(shù)的學(xué)習(xí)和能力的培養(yǎng)。例如，焊接技術(shù)，自我解決問題的能力。同時(shí)在設(shè)計(jì)以及實(shí)踐的過程中不僅可以充分運(yùn)用所學(xué)知識于實(shí)際中，還可鍛煉學(xué)生的思維能力和知識拓展能完成力，調(diào)動學(xué)

5、生學(xué)習(xí)電子信息技術(shù)的積極性。2 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1）可用10個(gè)發(fā)光二極管模擬幸運(yùn)物。2）啟動開關(guān)后，發(fā)光二極管高速循環(huán)點(diǎn)亮。3）二極管循環(huán)點(diǎn)亮速度越來越慢，并最終隨機(jī)停止于某個(gè)燈上。3 設(shè)計(jì)方案與論證3.1 設(shè)計(jì)思路根據(jù)電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤的功能要求，將電路劃分為四個(gè)單元功能模塊，即時(shí)鐘信號發(fā)生模塊、譯碼驅(qū)動LED顯示模塊、十進(jìn)制計(jì)數(shù)模塊和開關(guān)等邏輯控制。3.2 設(shè)計(jì)方案本電路由555組成的多諧振蕩器和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)物品作為搖獎器。

6、47F電解電容的數(shù)值決定延遲時(shí)間，1F的電解電容數(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)方框圖如下圖3-1所示。電容式放電計(jì)時(shí)器555集成電路多諧震蕩器按鈕式啟動開關(guān)發(fā)光二極管指示顯示4017集成電路十進(jìn)制計(jì)數(shù)器圖3-1 電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤電路系統(tǒng)方框圖3.3 設(shè)計(jì)論證若當(dāng)按下開關(guān)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停于某顆燈上。重復(fù)試驗(yàn)，停留的位置隨機(jī)。則設(shè)計(jì)成功,否則,設(shè)計(jì)失敗。4 設(shè)計(jì)原理及功能說明4.1 電路的設(shè)計(jì)原理圖4-1電路總設(shè)計(jì)圖脈沖產(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，NE

7、555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)動按鈕時(shí)啟動開關(guān)電容式放電計(jì)數(shù)器555集成電路多謝振蕩器4017集成電路十進(jìn)制計(jì)數(shù)器發(fā)光二極管1-10顯示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。一次“開獎”過程就這樣完成了。R2決定LED移動速度，C1決定等待“開獎”的時(shí)間。4.2 由NE555組成的震蕩器圖4-2NE555組成的震蕩器4.3 NE555介紹555定時(shí)器

8、是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極型（TTL）工藝制作的稱為555，用互補(bǔ)金屬氧化物（CMOS）工藝制作的稱為7555，除單定時(shí)器外，還有對應(yīng)的雙定時(shí)器556/7556。555定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在4.5V16V工作，7555可在318V工作，輸出驅(qū)動電流約為200mA，因而其輸出可與TTL、CMOS或者模擬電路電平兼容。555定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè)RS

9、觸發(fā)器，一個(gè)放電管T及功率輸出級。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC/3和2VCC/3555定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制RS觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng)5腳懸空時(shí)，則電壓比較器C1的反相輸入端的電壓為2VCC/3，C2的同相輸入端的電壓為VCC/3。若觸發(fā)輸入端TR的電壓小于VCC/3，則比較器C2的輸出為0，可使RS觸發(fā)器置1，使輸出端OUT=1。如果閾值輸入端TH的電壓大于2VCC/3，同時(shí)TR端的電壓大于VCC/3，則C1的輸出為0，C2的輸出為1，可將RS觸發(fā)器置0，使輸出為0電平。它的各個(gè)引腳功能如下：圖4-3引腳圖和內(nèi)部邏輯框圖1腳：外接電源

10、負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。2腳：低觸發(fā)端3腳：輸出端Vo4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TR、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01F電容接地，以防引入干擾。6腳：TH高觸發(fā)端。7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。8腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.516V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為318V。一般用5V。4.4 CD4017工作原理CD4017是一個(gè)十進(jìn)制數(shù)集成電路，是十進(jìn)

11、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。圖4-4 CD4017引腳圖5 硬件的調(diào)試與制作5.1 硬件的制作采用電烙鐵手工焊接方法將元件按電路圖焊接。焊接的時(shí)候我們要避免元件的各個(gè)部

12、分的鏈接，焊接前要嚴(yán)格按照仿真電路圖上的各元器件的連接先在電路板上進(jìn)行排版，應(yīng)做到各元件的排列合理，容易焊接。避免焊接時(shí)交叉短路及確保電路板美觀程度。焊接時(shí)不要直接焊芯片，焊接時(shí)不要直接焊芯片，各元器件應(yīng)先固定再剪去引腳。焊接時(shí)應(yīng)注意錫的跟進(jìn)度，確保焊接后的焊點(diǎn)光滑整潔。焊接時(shí)不應(yīng)焊接時(shí)間過長，以免燒壞電路板和元器件，還應(yīng)注意錫的用量，節(jié)約資源，做到美觀與技術(shù)的巔峰，讓人看到一種舒服、高端、大氣、上檔次！5.2 硬件的調(diào)試在元件的調(diào)試過程中，整個(gè)過程大多數(shù)是仿真上進(jìn)行的。在電路上存在著一些的問題如下：故障一：CD4017輸出的10個(gè)LED不亮故障分析：C2的值太大。故障二：LED燈在最后的放電

13、過程中停止的太快，觀察不到效果。故障分析：由于各元器件的制作過程中存在著允許的誤差，可能會由導(dǎo)致接完后與仿真的效果不太一樣。此時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)象適當(dāng)替換電容C1，若是交替閃爍頻率過快，應(yīng)替換較大電容。故障三：在焊接完成后發(fā)現(xiàn)當(dāng)接上電源，用鎖存開關(guān)進(jìn)行演示前發(fā)現(xiàn)有多個(gè)LED亮。故障分析：由于開關(guān)S1只是鎖存多諧振蕩的，而電源還是接通。最開始會出現(xiàn)震蕩情況，所以會產(chǎn)生多個(gè)LED燈亮。6 實(shí)訓(xùn)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。不僅僅需要基本的電子焊接技術(shù)，而且在制作過程中需要先對需要的元器件有充分的認(rèn)識。其次，子制作過程中還要適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合電子仿真軟件的

14、應(yīng)用。另外還要記得電子仿真中是對各種干擾理想化的仿真，在實(shí)際制作中需要結(jié)合實(shí)際情況對需要更改的參數(shù)進(jìn)行更改，否則制作肯定不能成功。這次電子實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)中，我們小組的題目是電子幸運(yùn)輪盤。設(shè)計(jì)的時(shí)候并不順利，芯片的選擇和電路的接法對于我這種從來沒有實(shí)際操作過的學(xué)生還是有一定難度的。經(jīng)過我們大家的集體討論后，我們還是把最終的電路圖設(shè)計(jì)了出來。這讓我充分體會到了團(tuán)隊(duì)了力量，團(tuán)結(jié)才能讓大家把事情干好。一個(gè)人的力量始終太渺小，集思廣益才能讓我們進(jìn)步得更快，讓我們學(xué)習(xí)到更多知識。最讓我頭疼的是在實(shí)際操作過程中，我們經(jīng)常會因一個(gè)小失誤，比如線接錯(cuò)了，有的線沒有接上等等問題讓實(shí)驗(yàn)板的燈無法亮起來。這些都是讓我始料未

15、及的。由于不細(xì)心的地方太多，老是求快，想早點(diǎn)完成設(shè)計(jì)和焊接，但是這反而導(dǎo)致了很多次的失敗，當(dāng)時(shí)甚至有放棄的念頭。但是我們堅(jiān)持下來了，當(dāng)最終看到成品的時(shí)候，我覺得一切都是值得的。在這次的實(shí)訓(xùn)中，我們要對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深入的了解。因此在實(shí)訓(xùn)中我對集成芯片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Multisim10、DXP2004等電子設(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

16、點(diǎn)有要比之前有了很大的提高，減少了虛焊等還接點(diǎn)的數(shù)量。然后，電子作品的制作不僅僅鍛煉了自己的實(shí)踐能力，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。因此做這樣的電子作品的制作的實(shí)訓(xùn)，將會很好擴(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，做出對社會和生活有的產(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。謝謝老師。參考文獻(xiàn)1 邱關(guān)源.電路 第五版M 高等教育出版社2009,6:2735.2 楊全科.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M 高等教育出版社2003,11:100135.3 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M (第五版) 高等教育出版社2007,2:5564.4 伊仕電工電子工程基礎(chǔ)M 華中科技大學(xué)出版社 2004,9:74112.5 Protel DXP電路設(shè)計(jì)與制版實(shí)用教程M人民郵電出版2006,5:1325.6 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分第4版M.北京高等教育出版社2000，33-367 鄭家龍.集成電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京高等教育出版社2002，55-588 路成紅.專用集成電路設(shè)計(jì)與電子設(shè)計(jì)自動化M.清華大學(xué)出版社2001，25-279 王 濤. 電工電子工藝實(shí)習(xí)實(shí)驗(yàn)教程M山東大學(xué)出版社，22-2610 韓亞萍.Pr