電子LED幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤

1、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(jí)學(xué)號(hào)院（系）指導(dǎo)教師完成時(shí)間鄭州科技學(xué)院數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)專業(yè)班級(jí)學(xué)號(hào) _姓名一、設(shè)計(jì)題目幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤二、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(dòng)開(kāi)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(lái)越慢，并最終隨機(jī)停止于某個(gè)燈上。三、參考文獻(xiàn)1 李學(xué)龍使用單片機(jī)控制的智能遙控電風(fēng)扇控制器J.電子電路制作,2003,9:1315.2 藍(lán)厚榮.單片機(jī)的PWM6制技術(shù)J.工業(yè)控制計(jì)算機(jī),2010,23(3):97983 郭天祥.新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程M.北京：電子工業(yè)出版社.3444 胡漢才.單片機(jī)

2、原理及其接口技術(shù)(第 2版)M.北京：清華大學(xué)出版社.77.胡全.51單片機(jī)的數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)J.信息技術(shù)，2009,13:2526 馬云峰.單片機(jī)與數(shù)字溫度傳感器 DS18B20的接口設(shè)計(jì)J.計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制,2007,10(4) : 278280四、設(shè)計(jì)時(shí)間年月日至年月曰指導(dǎo)教師簽名：專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名：年月日目錄2設(shè)計(jì)任務(wù)與要求3設(shè)計(jì)方案與論證設(shè)計(jì)思路 1設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)論證4設(shè)計(jì)原理及功能說(shuō)明 2電路的設(shè)計(jì)原理NE555的使用的工作原理 5發(fā)光二極管的工作原理 6三極管9013工作原理 8與NE555在電路中作用 95單元電路的設(shè)計(jì) 10電源裝置 10應(yīng)用申I路設(shè)計(jì) 106硬件的制作 11電

3、烙鐵的使用 117PCB制作完畢后的圖及其相關(guān)的工作參數(shù) 14電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤的 PCB板圖 14相關(guān)工作參數(shù)的測(cè)量結(jié)果 148電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤的功能及玩法 149總結(jié)與體會(huì) 15參考文獻(xiàn)附錄一總體電路原理圖 附錄二制作實(shí)物圖附錄三元器件清單 1 設(shè)計(jì)目的 本次設(shè)計(jì)本著鍛煉學(xué)生的動(dòng)手能力和思考能力的目的，把所學(xué)知識(shí)與實(shí)際相結(jié) 合。學(xué)生通過(guò)理論設(shè)計(jì)和實(shí)際制作解決相應(yīng)的實(shí)際問(wèn)題， 鞏固和運(yùn)用在 數(shù)字電 子技術(shù)一書(shū)中所學(xué)的理論知識(shí)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(dòng)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(jìng)爭(zhēng)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)

4、合作精神，培養(yǎng) 學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手實(shí)踐能力。加強(qiáng)學(xué)生對(duì)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(wèn)題的能力。同時(shí)在設(shè)計(jì)以及實(shí)踐的過(guò)程中不僅 可以充分運(yùn)用所學(xué)知識(shí)于實(shí)際中，還可鍛煉學(xué)生的思維能力和知識(shí)拓展能完成 力，調(diào)動(dòng)學(xué)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(dòng)開(kāi)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(lái)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(hào)發(fā)生模塊、譯碼驅(qū)動(dòng)LED顯示模塊、十進(jìn)制計(jì)數(shù)模塊和開(kāi)關(guān)等邏輯控制。設(shè)計(jì)方案

5、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(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(lái)越慢并最終隨機(jī)停止于某顆燈上。 可以將每顆燈旁邊標(biāo)上幸運(yùn)物品作為搖獎(jiǎng)器。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)電池供電。電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤設(shè)計(jì)方框圖如下圖3-1所示按鈕時(shí)電容圖啟1動(dòng)子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤電路系統(tǒng)方框圖 關(guān)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顯示設(shè)計(jì)論證若當(dāng)按下開(kāi)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

6、轉(zhuǎn)速度越來(lái) 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(shuō)明電路的設(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(kāi)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(kāi)獎(jiǎng)”過(guò)程就這樣完成了。R2決定LED移動(dòng)速度，C1決定等

7、待“開(kāi)獎(jiǎng)”的時(shí)間。NE555的使用555定時(shí)器是一種模擬和數(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（CMOE工藝制作的稱為7555, 除單定時(shí)器外，還有對(duì)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16V工作，7555可在318V工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為200mA因而其輸出可 與TTL、CMO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(cè) 量及自動(dòng)控制等方面。它內(nèi)部

8、包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè)RS觸發(fā)器，一個(gè)放電管T及功率輸出級(jí)。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勺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 0UT=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

9、腳功能如下：1腳：外接電源負(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，貝U時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TRTH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?jī)蓚€(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yF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16V, CMO型時(shí)基電路 VCC的范圍為318V。一般用5V。圖4 1NE555內(nèi)部原理單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個(gè)穩(wěn)

10、態(tài)狀態(tài)。在未加觸發(fā)信號(hào)之前，觸發(fā)器處于穩(wěn)定狀 態(tài)，經(jīng)觸發(fā)后，觸發(fā)器由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)狀態(tài)，暫穩(wěn)狀態(tài)保持一段時(shí)間后， 又會(huì)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)回原來(lái)的穩(wěn)定狀態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一般用于延時(shí)和脈沖整形電路。接通電源后，未加負(fù)脈沖，而 C充電，UC上升，此時(shí)，電路輸出為低電平， 放電管T導(dǎo)通，C快速放電.這樣，在加負(fù)脈沖前，為低電平，這是電路的穩(wěn)態(tài)。 在t=tO時(shí)刻負(fù)跳變,TH端電平小于2/3UDD所以輸出翻為高電平，T截止，C充電。 按指數(shù)規(guī)律上升。t=t1時(shí)，負(fù)脈沖消失。t=t2時(shí)上升到（此時(shí)TH端電平大于TR 端電平大于,又自動(dòng)翻為低電平。在這段時(shí)間電路處于暫穩(wěn)態(tài)。t>t2，T導(dǎo)通，C 快速放電，電路

11、又恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。由分析可得：輸出正脈沖寬度tW=圖4 2NE555單穩(wěn)態(tài)工作電路和波形圖的工作原理CD401是5位 Johnson計(jì)數(shù)器，具有10個(gè)譯碼輸出端，CP CR INH輸入端。 時(shí)鐘輸入端的斯密特觸發(fā)器具有脈沖整形功能，對(duì)輸入時(shí)鐘脈沖上升和下降時(shí)間 無(wú)限制。INH為低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器在時(shí)鐘上升沿計(jì)數(shù)；反之，計(jì)數(shù)功能無(wú)效。CR為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零。Johnson計(jì)數(shù)器，提供了快速操作、2輸入譯碼選通和無(wú)毛刺譯碼輸出。 防鎖 選通，保證了正確的計(jì)數(shù)順序。譯碼輸出一般為低電平，只有在對(duì)應(yīng)時(shí)鐘周期內(nèi) 保持高電平。在每10個(gè)時(shí)鐘輸入周期CO信號(hào)完成一次進(jìn)位，并用作多級(jí)計(jì)數(shù)鏈 的下級(jí)脈動(dòng)時(shí)鐘。十進(jìn)

12、制計(jì)數(shù)/分頻器 CD4017其內(nèi)部由計(jì)數(shù)器及譯碼器兩部分組成，由譯 碼輸出實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖信號(hào)的分配，整個(gè)輸出時(shí)序就是00 01 O2、09依次出現(xiàn)與時(shí)鐘同步的高電平，寬度等于時(shí)鐘周期。CD4017有 10個(gè)輸出端（0曠09和1個(gè)進(jìn)位輸出端05-9。每輸入10個(gè) 計(jì)數(shù)脈沖，05-9就可得到1個(gè)進(jìn)位正脈沖，該進(jìn)位輸出信號(hào)可作為下一級(jí)的 時(shí)鐘信號(hào)。CD4017有 3個(gè)輸（MR CP0和CP1，MR為清零端，當(dāng)在 MR端上加高電平 或正脈沖時(shí)其輸出00為高電平，其余輸出端（0109均為低電平。CP0和 CPI是2個(gè)時(shí)鐘輸入端，若要用上升沿來(lái)計(jì)數(shù)，則信號(hào)由CP0端輸入；若要用下降沿來(lái)計(jì)數(shù)，則信號(hào)由CPI端輸

13、入。設(shè)置2個(gè)時(shí)鐘輸入端，級(jí)聯(lián)時(shí)比較方便， 可驅(qū)動(dòng)更多二極管發(fā)光。由此可見(jiàn)，當(dāng)CD4017有連續(xù)脈沖輸入時(shí)，其對(duì)應(yīng)的輸出端依次變?yōu)楦唠娖?狀態(tài)，故可直接用作順序脈沖發(fā)生器。圖 4 - 3CD4017引 腳圖發(fā)光二極管的工作原理發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED由鎵（Ga與砷（As）、磷（P）的化合物制成的二極管， 當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見(jiàn)光，因而可以用來(lái)制成發(fā)光二極管。在電路及 儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵 二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光 線的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于1960年。LED是英文 lightemit

14、ti ngdiode（發(fā)光二極管）的縮寫(xiě)。它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能。發(fā)光二極管與普通二極 管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓 后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米 內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材 料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不 同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光 的二極管。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時(shí)必 須串聯(lián)限流電阻以控制通過(guò)管子的電流。限流電阻R可用下

15、式計(jì)算：R= （E- UF /IF式中E為電源電壓，UF為L(zhǎng)ED的正向壓降，IF為L(zhǎng)ED的一般工作電流1。圖4 - 4LED示意圖LED的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上， 然后四周用環(huán)氧樹(shù)脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半 導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中， 注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。 這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫

16、發(fā)光二極管，通稱LED當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體 晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。以下是傳統(tǒng)發(fā)光二極管所使用的無(wú)機(jī)半導(dǎo)體物料和所它們發(fā)光的顏色LED材料顏色鋁砷化傢(AIGaAs)紅色及紅外線鋁磷化傢(AlGaP)綠色磷化鋁銦傢(AlGaInP)高亮度的橘紅色，橙色，黃色，綠色磷砷化傢(GaAsP)紅色，橘紅色，黃色磷化傢(GaP)紅色，黃色，綠色氮化傢(GaN)綠色，翠綠色，藍(lán)色銦氮化傢(InGaN)近紫外線，藍(lán)綠色，藍(lán)色碳化硅(SiC)(用作襯底)藍(lán)色硅(Si)(用作襯底)藍(lán)色(開(kāi)發(fā)中)藍(lán)寶石(Al2O3)(用

17、作襯底)藍(lán)色硒化鋅(Zn Se)藍(lán)色鉆石(C)紫外線氮化鋁(AlN),氮化鋁傢(AlGaN)波長(zhǎng)為遠(yuǎn)至近的紫外線三極管9013工作原理三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)相距很近的PN結(jié)，兩個(gè)PN結(jié)把正塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)各種晶體三極管有很多種，管腳的排列也不相同，在使用中不確 定管腳排列的三極管，必須進(jìn)行測(cè)量確定各管腳正確的位置(下面有用萬(wàn)用表測(cè) 量三極管的三個(gè)極的方法)，或查找晶體管使用手冊(cè)，明確三極管的特性及相應(yīng) 的技術(shù)參數(shù)和資料。非90

18、14,9013系列三極管管腳識(shí)別方法：(a)判定基極。用萬(wàn)用表RX100或RX1k擋測(cè)量管子三個(gè)電極中每?jī)蓚€(gè)極之 間的正、反向電阻值。當(dāng)用第一根表筆接某一電極，而第二表筆先后接觸另外兩 個(gè)電極均測(cè)得低阻值時(shí)，則第一根表筆所接的那個(gè)電極即為基極b。這時(shí)，要注意萬(wàn)用表表筆的極性，如果紅表筆接的是基極b。黑表筆分別接在其他兩極時(shí)，測(cè)得的阻值都較小，則可判定被測(cè)管子為PNP型三極管；如果黑表筆接的是基極 b,紅表筆分別接觸其他兩極時(shí)，測(cè)得的阻值較小，則被測(cè)三極管為NPN型管如9013, 9014,9018。（b）判定三極管集電極c和發(fā)射極e。（以PNP型三極管為例）將萬(wàn)用表置于 RX 100或RX1K

19、擋，紅表筆基極b,用黑表筆分別接觸另外兩個(gè)管腳時(shí)，所測(cè)得 的兩個(gè)電阻值會(huì)是一個(gè)大一些，一個(gè)小一些。在阻值小的一次測(cè)量中，黑表筆所 接管腳為集電極；在阻值較大的一次測(cè)量中，黑表筆所接管腳為發(fā)射極。D不拆卸三極管判斷其好壞的方法。在實(shí)際應(yīng)用中、小功率三極管多直接焊接在印刷電路板上，由于元件的安裝 密度大，拆卸比較麻煩，所以在檢測(cè)時(shí)常常通過(guò)用萬(wàn)用表直流電壓擋，去測(cè)量被 測(cè)管子各引腳的電壓值，來(lái)推斷其工作是否正常，進(jìn)而判斷三極管的好壞。如是象9013, 9014一樣NPN的用萬(wàn)用表檢測(cè)他們的引腳，黑表筆接一個(gè)極， 用紅筆分別接其它兩極，兩個(gè)極都有5K阻值時(shí)，黑表筆所接就是 B極。這時(shí)用 黑紅兩表筆分別

20、接其它兩極，用舌尖同時(shí)添（其實(shí)也可以先用舌頭添濕一下手指 然后用手指去摸，反正都不衛(wèi)生）黑表筆所接那個(gè)極和B極，表指示阻值小的那 個(gè)黑表所接就是C極。（以上所說(shuō)為用指針表所測(cè)，數(shù)字表為紅筆數(shù)字萬(wàn)用表內(nèi) 部的正負(fù)級(jí)是和指正表相反的。）圖4 - 5三極管9013引腳圖與NE555在電路中的作用在4017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(wú)穩(wěn)態(tài)多諧波振蕩器，產(chǎn)生高低變化不停得 方形脈沖波。當(dāng)按一下按鈕式開(kāi)關(guān)（PBSWV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IC2555無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧波振蕩器的重置 端上，令其開(kāi)

21、始震蕩，在第三端輸出方波脈沖。當(dāng)按鈕式開(kāi)關(guān)放開(kāi)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。5 單元電路的設(shè)計(jì)電源裝置一般情況下，我們使用的電源信號(hào)都是交流電源即220V,50H乙，而我們所設(shè)計(jì)的幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤所采用的5V直流電源信號(hào)，由于這種信號(hào)不是很常見(jiàn)，而在 實(shí)驗(yàn)室中備有220V的轉(zhuǎn)換為5V的電源裝置，此裝置包括變壓器、整流電路、穩(wěn) 幅。其中整流電路是單相橋式整流電路， 穩(wěn)幅電路是一個(gè)三端集成穩(wěn)壓管。 若實(shí) 現(xiàn)穩(wěn)壓電源， 首先就要就電路進(jìn)行穩(wěn)壓。 在穩(wěn)壓方面可選用變壓器來(lái)完成。 由輸 入交流電壓變?yōu)橹绷鲃t須對(duì)電路進(jìn)行整流。 本次設(shè)計(jì)選

22、用全波橋式整流電路進(jìn)行 整流，然后要對(duì)輸入的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)， 在調(diào)節(jié)方面可選用可調(diào)節(jié)三端正電壓穩(wěn)壓 器進(jìn)行調(diào)節(jié)（LM317。通過(guò)整流后得電流幅值變化很大，所以需要用電容對(duì)電 流進(jìn)行濾波。 如此下去， 便得到全波整流電壓。 但是考慮到本設(shè)計(jì)的目的是作為 課題，所以決定不采用實(shí)驗(yàn)室的電源裝置， 而是選擇使用干電池供電， 雖然電壓 不能達(dá)到5V,但是三節(jié)干電池的串聯(lián)使其電壓達(dá)到，能夠滿足需要。應(yīng)用電路設(shè)計(jì)我們?cè)O(shè)計(jì)的是電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤，主題是NE55和CD4017的連接裝置，從電路圖 到實(shí)際電路的轉(zhuǎn)換，需要注意元器件的串并聯(lián)。 4017 是一個(gè)十進(jìn)計(jì)數(shù)器集成電 路，16腳及8腳分別為正及負(fù)電源接腳，可在 3

23、-18V下工作。14腳是時(shí)鐘脈沖 輸入端，每當(dāng)輸入由低電位（約0V）轉(zhuǎn)高電位（近正電源電壓）時(shí)令輸出腳（共十腳） 依次序輪流輸出高電位。 13 腳是輸入時(shí)鐘脈沖控制端，一般接低電位，若接高 電位會(huì)令 14腳暫停作用。 15腳是置零腳，一般接零電位，若接高電位則使輸出 置零，即Q0輸出腳” 3”永遠(yuǎn)為高電位，失去計(jì)數(shù)作用。12腳是進(jìn)位腳，用來(lái) 接下一個(gè)十進(jìn)計(jì)數(shù)器用，變成雙位計(jì)數(shù)器，現(xiàn)在的電路不用，故空接。在 4017 的 14腳接上一脈沖產(chǎn)生器便可成為電子幸運(yùn)輪盤。脈沖產(chǎn)生器是一個(gè)用定時(shí)器 集成電路 555設(shè)計(jì)而成的無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧波 （方波）振蕩器，產(chǎn)生高低變化不停的方型 脈沖波。當(dāng)按一下按鈕式開(kāi)關(guān)

24、（時(shí)，C1會(huì)實(shí)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IC555無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧波（方波）振蕩器的重置腳即4腳上，令其開(kāi)始振蕩，在第3腳輸出方波脈沖。當(dāng)按鈕式開(kāi)關(guān)放開(kāi)后，C1會(huì)經(jīng)R1放電，其電壓徐徐下降， IC2 第 4腳的電壓也跟隨下降。在一定的時(shí)間后 （由 C1 乘 R1 的時(shí)間常數(shù)決定，一般約十秒內(nèi) ）， IC2 第 4腳的電壓變得很低，令振蕩停 止，第3腳停止輸出方波脈沖。IC2555在起動(dòng)時(shí)，第3腳輸出約等于電源電壓 的高位電壓，經(jīng)R3向C3充電，當(dāng)C3電壓升至2/3電源電壓時(shí)，經(jīng)第六腳觸發(fā) 內(nèi)部的電壓比較器，令第3腳變?yōu)榻咏愕牡碗娢弧Ｖ?C3經(jīng)R3放電，當(dāng)C3

25、 電壓下降至 1/3 電源電壓時(shí)， 經(jīng)第二腳觸發(fā)內(nèi)部另一個(gè)電壓比較器， 使第 3腳變 回高輸出電位，再次重復(fù)向 C3充電。結(jié)果C3不停經(jīng)R3充電和放電，555第3 腳不停輸出方型脈沖波。R3及C3數(shù)值越大，頻率越低。R3及C3數(shù)值越小，頻 率越高。6 硬件的制作 電烙鐵的使用常用就是內(nèi)熱式和外熱式兩種， 還有可調(diào)溫的， 焊臺(tái)， 專用于拆卸電子原件 的吸錫電烙鐵等，20幾W/到上百W的都有;烙鐵頭有尖頭，平頭，斜頭，彎頭等， 有用純銅做烙頭還有長(zhǎng)壽電烙鐵頭，初學(xué)者焊電路可以用30W長(zhǎng)壽烙鐵頭的外熱 式。外熱式是烙鐵頭插到發(fā)熱材料中，內(nèi)熱式是烙鐵頭在發(fā)熱材料外 .一般來(lái)說(shuō)，稱職專業(yè)的高級(jí)技工 （電

26、工高級(jí)技師）家里都儲(chǔ)存有幾把電烙鐵， 以供不同場(chǎng)合需要， 我家里就有九把不同的電烙鐵。 使用別人用過(guò)的電烙鐵， 或 買二手市場(chǎng)的烙鐵，一定要注重質(zhì)量、反復(fù)檢查。市面上粗制濫造的產(chǎn)品很多， 應(yīng)該有所認(rèn)識(shí)和提防，否則，會(huì)把性命搭上。電烙鐵提倡專用，一般不應(yīng)該公用 和混用。烙鐵頭的形狀有多種多樣， 選擇的要點(diǎn)是， 能經(jīng)常保持一定的焊錫， 能快速 有效地熔化接頭上的焊錫，不產(chǎn)生虛焊、搭錫、掛錫，焊點(diǎn)無(wú)毛刺，不燙壞板子 和元件。機(jī)器上的焊點(diǎn)嶄新锃亮，則烙鐵頭的何截面可大些，用扁平或橢圓頭， 傳熱快自然操作利索。錫面氧化層較厚，烙鐵頭相對(duì)要尖些，便于突破。元器件 密度大，需要選用對(duì)應(yīng)尖細(xì)的鐵合金頭，避免燙

27、傷和搭錫。裝拆 IC 塊，常使用 特殊形狀的烙鐵頭。 有時(shí)因?yàn)楹覆坏剑?和避免燙壞塑料件， 選用彎烙鐵頭。 當(dāng)然， 也要看各人的操作習(xí)慣和嗜好。 內(nèi)熱式電烙鐵上錫， 剛銼好的烙鐵頭不一定能蘸 錫，因?yàn)橥娂訜?，金屬表面又氧化了，這時(shí)可以把銼過(guò)的表面涂了松香，或浸 在松香里，放在錫塊上磨， 錫融化后就在下邊的硬木或環(huán)氧板上拖著錫珠磨， 這 樣蘸錫相當(dāng)可靠。一邊加熱一邊烙鐵頭，這樣容易蘸錫，但也很危險(xiǎn)，萬(wàn)一烙鐵 質(zhì)量不可靠，會(huì)發(fā)生意外。不要把烙鐵頭前端都蘸滿錫，否則，也會(huì)搭錫。而恒 溫烙鐵的鐵合金頭是鍍錫的， 普通方法不能行成足夠厚的錫合金層， 不蘸錫了只 有換新。蘸錫不好的烙鐵，常常給修理帶來(lái)巨

28、大的麻煩。電烙鐵的握法基本有兩種， 一種是滿把抓住手柄， 實(shí)握，初學(xué)者都這種方法， 能夠做到心應(yīng)手 ; 另一種是頭子朝下，象拿鋼筆一樣，虛握，老資格都這樣拿， 虛握操作時(shí)速度快，效率高，特別是裝拆小型元器件。當(dāng)然，生產(chǎn)線上也有跟著 設(shè)計(jì)文件來(lái)的其他拿法。 不能讓頭發(fā)和電線絞在一起， 手汗大的， 要帶上手套焊 接。操作電源插頭， 手一定要捏牢絕緣部分， 用力適度， 防止松脫、損壞和傷害。 每天要用的電烙鐵， 應(yīng)該加裝電源開(kāi)關(guān)， 而不是操作接插件。 烙鐵頭別長(zhǎng)時(shí)間浸 在助焊劑里， 其他部位不能碰到助焊劑。 不能使用其他腐蝕性很強(qiáng)的化工產(chǎn)品作 助焊劑。松香屬于經(jīng)典助焊劑，也有性能更好的新型液態(tài)焊劑，

29、只是價(jià)格稍貴。 松香盒應(yīng)采用層壓板或硬木板制作，為了搪錫的熱效率，一般不使用金屬材料。 掌握焊接應(yīng)該多進(jìn)行練習(xí)， 對(duì)各種型號(hào)的烙鐵都要有實(shí)際操作。 最好有老師傅指 導(dǎo)，把各種零件、元器件、焊片、接線端子，都試著焊一些。刮腳、蘸錫、搪錫， 一定要非常嫻熟，多練會(huì)使功夫變?cè)鷮?shí)。充分運(yùn)用松香，會(huì)使焊接可靠、美觀。 焊錫完全凝固后，焊點(diǎn)才能受力，否則一定虛焊。拆零件時(shí)，烙鐵應(yīng)該往錫多的 地方靠，這樣傳熱快。裝配時(shí)，焊錫絲應(yīng)該往印板銅箔或接線端子上送，往烙鐵 上送, 常發(fā)生虛焊。有的地方，為了焊接強(qiáng)度，焊錫要多用點(diǎn)，有時(shí)為了減少整 機(jī)重量，則焊錫要少用。焊接前烙鐵要預(yù)熱，通電時(shí)間短，溫度不夠不要焊接；

30、操作完畢要及時(shí)切斷電源，也不要用斷電后的余熱焊接。普通電烙鐵應(yīng)該放在帶散熱器的支架上， 不焊時(shí)避免升溫過(guò)高， 焊接時(shí)減小 熱波動(dòng)，延長(zhǎng)烙鐵壽命保障焊接質(zhì)量。烙鐵等不能隨便亂放，避免燙壞物品，引 起火災(zāi)，同時(shí)，也給工作帶來(lái)麻煩。有時(shí)想象和規(guī)律并不一致，小功率烙鐵因?yàn)?熱量不夠，焊的時(shí)間長(zhǎng)，把機(jī)器燙壞了，而功率稍大些，熱量充足，一會(huì)而就焊 好了，焊點(diǎn)反而接受的熱能量小，不會(huì)損壞。類似的道理很多，要在實(shí)踐中反復(fù) 推敲，慢慢領(lǐng)悟。電烙鐵的電源應(yīng)采用單相三線制，并且要裝有漏電自動(dòng)開(kāi)關(guān)， 或接在工作臺(tái)的隔離電源上，人生安全不是兒戲。在經(jīng)常焊接 IC 的場(chǎng)合，應(yīng)采 用低壓24V、12V的烙鐵（我們的焊臺(tái)幾乎

31、都是24V的），避免感應(yīng)靜電損壞MOS 器件。內(nèi)熱式的烙鐵頭，壁厚要保證，要有一段實(shí)心的銅柱，以確保儲(chǔ)能。足夠 質(zhì)量的紫銅，才便于熱量的貯存和傳輸， 避免烙鐵心發(fā)出的熱量， 焊接時(shí)不夠用， 烙鐵頭釘在焊點(diǎn)上；不焊時(shí)又太多，氧化銅層層剝落。電烙鐵匹配使用，基本沒(méi) 有氧化屑，在大多數(shù)情況下，是要及時(shí)清理氧化物的。烙鐵頭變薄變細(xì)變短，都 要及時(shí)更換。電烙鐵的電源線應(yīng)使用花線， 與塑料線相比， 織物耐燙，橡膠受熱時(shí)氣味大， 能提醒人。電烙鐵使用了一段時(shí)間，特別是頻繁使用后，要更換電源線，或適當(dāng) 截短后重新聯(lián)結(jié)，防止根部?jī)?nèi)部折段。電烙鐵壞了，修理時(shí)一定要細(xì)心。壓緊螺 絲未松，千萬(wàn)不能旋動(dòng)烙鐵手柄。 內(nèi)熱

32、式電熱心最易折段， 外熱式烙鐵心穿管用 力稍猛，引線就會(huì)拉脫，更換時(shí)要掌握好。各螺絲必須擰得恰到好處，焊接的一 定焊牢，小瓷管一定要穿， 壓緊螺絲下的絕緣套管不能漏裝， 內(nèi)部短路絕不是鬧 著玩兒的。電烙鐵要保持干燥，避免摔落和敲擊，定期測(cè)定絕緣，發(fā)現(xiàn)情況及時(shí) 處理。圖 6-1 使用電烙鐵的方法7PCB與制作完畢后的圖及其相關(guān)的工作參數(shù)電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤的PCB板圖圖7-1電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤的PCB板圖相關(guān)工作參數(shù)的測(cè)量結(jié)果供電電源為+5V,在開(kāi)關(guān)按下前，三極管的電壓 e級(jí)、b級(jí)電壓為0、c級(jí)電 壓為+5V,電容C1電壓為0V。在開(kāi)關(guān)按下的瞬間三極管電壓 e級(jí)為、b級(jí)電壓 5V、c級(jí)5V,電容C1電壓為。開(kāi)

33、關(guān)按下談起后三極管的 b級(jí)的電壓隨著電容C1 的放電電壓逐漸減小最后變?yōu)榱恪?發(fā)光二極級(jí)工作時(shí)的電壓是正級(jí)為負(fù)極為。 所 以發(fā)光二極管的兩極間的電壓差為。8 電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤的功能及玩法幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤就是先預(yù)測(cè)旋轉(zhuǎn)中的圓盤停止時(shí)， 到底會(huì)停在哪個(gè)位置的工具。 也 可用作估號(hào)碼游戲， 電子骰子，抽獎(jiǎng)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，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(dòng)速度越來(lái)越慢，最后停在某一只LED上不再移動(dòng)。若最后發(fā) 亮那個(gè)LED與玩家預(yù)測(cè)的相同，貝憔示“中獎(jiǎng)”了。9 總結(jié)與體會(huì)通過(guò)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(guò)程中。 不僅僅需要基本的電子焊接技術(shù)， 而且在制作過(guò)程中需要 先對(duì)需要的元器件有充分的認(rèn)識(shí)。 其次，子制作過(guò)程中還要適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合電子仿真 軟件的應(yīng)用。 另外還要記得電子仿真中是對(duì)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(duì)需要更改的參數(shù)進(jìn)行更改，否貝制作肯定不能成功。這次電子創(chuàng)新設(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(duì)于我這種從來(lái)沒(méi)有實(shí)際操作過(guò)的學(xué)生還是有一定 難度的。經(jīng)過(guò)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(lái)。 這 讓我充分體會(huì)到了團(tuán)隊(duì)了力量， 團(tuán)結(jié)才能讓大家把事情干好。