電子骰子制作

1、電子技術(shù)課程設(shè)計總結(jié)報告課題名稱： 電子骰子套件制作 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化班級： 12級電氣本科二班學(xué)號： 1201232044姓名： 郭 亮指導(dǎo)教師： 裴 建 良摘要3第一章設(shè)計指標(biāo)4設(shè)計題目4設(shè)計任務(wù)和要求4設(shè)計原理4第二章系統(tǒng)方案52.1 系統(tǒng)模塊及框圖52.2 單元電路設(shè)計62.2.1 秒基準(zhǔn)信號發(fā)生器62.2.2 計數(shù)器72.2.3 數(shù)碼顯示82.2.3 校時切換電路82.2.3 校時切換電路92.2.4 整體電路圖92.2.5 部分芯片實(shí)際引腳圖及功能112.3 multisim 仿真12第三章方案總結(jié)123.1 元件清單123.2心得體會13參考文獻(xiàn)：13摘要在眾多的電視

2、節(jié)目及其它媒介上經(jīng)常可以看到有各種依靠電子技術(shù)進(jìn)行抽獎的活動，因此，隨機(jī)數(shù)的生成有一定的利用的地方。而依靠所學(xué)的電子技術(shù)知識可以設(shè)計一款可以產(chǎn)生一定范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)的話，可以很好地鍛煉和鞏固已學(xué)到的知識。這樣的小作品可以作為抽獎器，也可以當(dāng)作是日常生活中的骰子使用。這樣，只要是按個鍵就可以很好地產(chǎn)生一個數(shù)。免去了以往在擲骰子時經(jīng)常不小心把骰子碰到地上。而從骰子產(chǎn)生的數(shù)的隨機(jī)性上來說，電子式的更為客觀，所以，在電子骰子足夠小時，可以很好地代替實(shí)物。 電路通電時，7只LED會隨機(jī)顯示一個點(diǎn)數(shù)，玩家按一下開關(guān)S1,7只LED全部變亮，大約幾秒后7只LED燈開始閃爍，直至最后顯示出穩(wěn)定的點(diǎn)數(shù)。整個一次“

3、擲骰子”的過程結(jié)束。第一章 設(shè)計指標(biāo)電子骰子套件(1) 使用邏輯門電路、集成芯片及555定時器等器件完成電子色子的設(shè)計。(2) 用7個LED燈模擬色子顯示1-7點(diǎn)。(3) 按下開始按鍵后，1-7點(diǎn)高速循環(huán)，最后逐漸減慢，并停留在一個1-7點(diǎn)上。(4) 當(dāng)將開關(guān)閉合的時候，電子骰子隨機(jī)變化，7個點(diǎn)，在變化過程中，根據(jù)設(shè)定的功能隨機(jī)用LED燈亮的個數(shù)來表示。(5)對電路進(jìn)行仿真和調(diào)試。（1）本電路由555組成的多諧振蕩器和CD4017十進(jìn)制計數(shù)器/脈沖分配器構(gòu)成。7個發(fā)光二極管模擬骰子的點(diǎn)數(shù)，當(dāng)按下按鈕1秒以上，骰子上的發(fā)光二極管高速循環(huán)點(diǎn)亮，之后循環(huán)速度越來越慢并最終隨機(jī)停止于某個點(diǎn)上。C1的數(shù)

4、值決定延遲時間，C2的數(shù)值決定循環(huán)速度。電源供電電壓為直流512V，也可以用萬用表內(nèi)的9V疊層電池。第二章 系統(tǒng)方案2.1 系統(tǒng)模塊及框圖555定時器提供脈沖給CD4017，CD4017接受的脈沖計數(shù)，當(dāng)為六個時，即異步清零，從而骰子顯示的數(shù)字是由555所產(chǎn)生的脈沖數(shù)確定，而脈沖的數(shù)量則是電容充電的多少決定。由于脈沖數(shù)量的不確定性，故該作品可以滿足骰子的功能。LED顯示計數(shù)器脈沖信號圖3-1系統(tǒng)框圖如圖3-1所示，脈沖信號由555定時器連接成的多諧振蕩器，計數(shù)器部分采用CD4017十進(jìn)制計數(shù)器循環(huán)產(chǎn)生數(shù)字；顯示器采用七個LED燈。2.2 單元電路設(shè)計NE555內(nèi)部電路：簡化后的電路：555定時

5、器555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、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。555 定時器的內(nèi)部電路框圖和外引腳排列圖分別如圖 和圖 2.9.2 所示。它內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個 RS 觸發(fā)器，一個放電管 T 及功率輸出級。它提供兩個基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3 555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個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，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓

6、為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為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 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。555的應(yīng)用： 555定時器（1）構(gòu)成施密特觸發(fā)器，用于TTL系統(tǒng)的接口，整形電路或脈沖鑒幅等； （2）構(gòu)成多諧振蕩器，組成信號產(chǎn)生電路； 如右圖， 振蕩周期： T=0.7（R1+2R2）C 1（3）構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于定時延時整形及一些定

7、時開關(guān)中。 555應(yīng)用電路采用這3種方式中的1種或多種組合起來可以組成各種實(shí)用的電子電路，如定時器、分頻器、脈沖信號發(fā)生器、元件參數(shù)和電路檢測電路、玩具游戲機(jī)電路、音響告警電路、電源交換電路、頻率變換電路、自動控制電路等。2.2.2計數(shù)器CD4017內(nèi)部電路：時序圖：CD4017 是5 位Johnson 計數(shù)器，具有10 個譯碼輸出端，CP、CR、INH 輸入端。時鐘輸 入端的斯密特觸發(fā)器具有脈沖整形功能，對輸入時鐘脈沖上升和下降時間無限制。INH 為 低電平時，計數(shù)器在時鐘上升沿計數(shù)；反之，計數(shù)功能無效。CR 為高電平時，計數(shù)器清零。 Johnson 計數(shù)器，提供了快速操作、2 輸入譯碼選通

8、和無毛刺譯碼輸出。防鎖選通，保證了 正確的計數(shù)順序。譯碼輸出一般為低電平，只有在對應(yīng)時鐘周期內(nèi)保持高電平。在每10 個 時鐘輸入周期CO 信號完成一次進(jìn)位，并用作多級計數(shù)鏈的下級脈動時鐘。 CD4017 提供了16 引線多層陶瓷雙列直插(D)、熔封陶瓷雙列直插(J)、塑料雙列直插(P)引腳排布圖：功能表：2.2.3LED燈隨機(jī)顯示Q3接到了4017的復(fù)位端，通過6個輸出信號的不同組合構(gòu)成了電子骰子的不同點(diǎn)數(shù)，當(dāng)按下開關(guān)時，4017的輸入端置位為低電平，LED燈開始顯示，LED燈的顯示由各支路的的三極管控制輸出，Q2控制D1，Q3控制D6D7，Q4控制D2D4，Q5控制D36。三極管基極高電平時

9、，三極管導(dǎo)通，LED燈不顯示。骰子只處理從16的數(shù)字，但是根據(jù)骰子點(diǎn)數(shù)的形狀需要配置7個LED。通過其中某幾個LED發(fā)光，表現(xiàn)骰子的點(diǎn)數(shù)。圖2-1表示LED發(fā)光的位置。圖2-1電骰子的LED發(fā)光組合7個LED的位置分別用ag字母表示。7個LED發(fā)光的所有組合形式計算起來非常多。這里僅把其中發(fā)光組合相同的LED進(jìn)行分組，表2-1是其分組的情況。從這個結(jié)構(gòu)看出可以分成4個組。從圖2-2可以看出如果骰子的3，4，5，6點(diǎn)數(shù)發(fā)光必須要有a和g這兩個LED。圖2-2LED的發(fā)光組合 整體電路圖第三章方案總結(jié)3.1 元件清單序號名稱型號代號數(shù)量序號名稱型號代號數(shù)量1紅光管5MMD1-D7712三極管855

10、0Q1 Q322電阻10MR1113ICNE555U113電阻3M3R2114ICCD4017U214電阻10KR3-R6415IC座8PU115電阻10KR12-R16516IC座16PU216電阻1KR7117電解電容1U/50VC117電阻470R8-R10318瓷片電容104PC218電阻4M7R11119輕觸6X6X5S119接插件J1120PCB板110排針J1121圖紙111三極管8050Q2 Q4 Q5322 心得體會課程設(shè)計是我們理論實(shí)踐的基礎(chǔ)。從最初的選題，開題到繪圖直到完成設(shè)計。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)思考，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。通過

11、這次實(shí)踐，我了解了NE555觸發(fā)器的工作原理，熟悉了電骰子的設(shè)計步驟，鍛煉了我的動手能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計能力。此次課程設(shè)計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎(chǔ)知識一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，。本次課程設(shè)計收獲很多，比如學(xué)會了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析問題，但是課程設(shè)計也暴露出自己專業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解，等等。這次實(shí)踐是對自己大學(xué)三年所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，但是自己的求學(xué)之路還很長，努力使自己成為一個對社會有所貢獻(xiàn)的人。經(jīng)過這個星期來的課程設(shè)計以及對相關(guān)資料的收集，讓我更深刻的了解到隨著網(wǎng)絡(luò)科技的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，從而使我們的生活與它有著很密切的聯(lián)系了。參考文獻(xiàn)：（1）數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)趙瑩 陳英俊主編（2）模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 艾永樂 付子義 主編（3）電工電子實(shí)踐系列教材電子技術(shù)實(shí)踐 閻有運(yùn) 主編附圖：電子課程設(shè)計成績評定表課題名稱：班級學(xué)號姓名指導(dǎo)教師實(shí)際制作完成情況項(xiàng)目內(nèi)容（滿分50分）得分1、元器件整體布局（10分）2、焊接工藝（10分）3、按要求完成情況（共30分）A、（此項(xiàng)分）B、（此項(xiàng)分）C、（此項(xiàng)