電子骰子制作

1、電子技術(shù)課程設計總結(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 號： 1201232044姓 名： 郭 亮指導教師： 裴 建 良摘要3第一章 設計指標41.1設計題目41.2設計任務和要求41.3設計原理4第二章 系統(tǒng)方案52.1 系統(tǒng)模塊及框圖52.2 單元電路設計62.2.1 秒基準信號發(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1

2、3參考文獻：13摘要在眾多的電視節(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)進行抽獎的活動，因此，隨機數(shù)的生成有一定的利用的地方。而依靠所學的電子技術(shù)知識可以設計一款可以產(chǎn)生一定范圍內(nèi)的隨機數(shù)的話，可以很好地鍛煉和鞏固已學到的知識。這樣的小作品可以作為抽獎器，也可以當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，可以很好地代替實物。 電路通電時，7只LED會隨機顯示一個點數(shù)，玩家按一下開關S1,7只LED全部變亮，大約幾秒后7只LED燈開始閃爍，直至

3、最后顯示出穩(wěn)定的點數(shù)。整個一次“擲骰子”的過程結(jié)束。第一章 設計指標1.1設計題目電子骰子套件1.2設計任務和要求(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計。(2) 用7個LED燈模擬色子顯示1-7點。(3) 按下開始按鍵后，1-7點高速循環(huán)，最后逐漸減慢，并停留在一個1-7點上。(4) 當將開關閉合的時候，電子骰子隨機變化，7個點，在變化過程中，根據(jù)設定的功能隨機用LED燈亮的個數(shù)來表示。(5) 對電路進行仿真和調(diào)試。 1.3設計原理（1）本電路由555組成的多諧振蕩器和CD4017十進制計數(shù)器/脈沖分配器構(gòu)成。7個發(fā)光二極管模擬骰子的點數(shù)，當按下按鈕1秒以上，骰

4、子上的發(fā)光二極管高速循環(huán)點亮，之后循環(huán)速度越來越慢并最終隨機停止于某個點上。C1的數(shù)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CD4017十進制計數(shù)器循環(huán)產(chǎn)生數(shù)字；

5、顯示器采用七個LED燈。2.2 單元電路設計2.2.1 NE555內(nèi)部電路：簡化后的電路：   555定時器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 2.9.1 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。它提供兩個基準電壓VCC /3 和 2VCC /3 555 定時器的功能主要由兩個比較器決

6、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 5 腳懸空時，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 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

7、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時開關中。 555應用電路采用這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

8、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：2.2.3 LED燈隨機顯示Q3接到了4017的復位端，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數(shù)，當按下開關時，40

9、17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D6 D7，Q4控制D2 D4，Q5控制D3 6。三極管基極高電平時，三極管導通，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

10、果骰子的3，4，5，6點數(shù)發(fā)光必須要有a和g這兩個LED。圖2-2LED的發(fā)光組合2.2.4 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8550Q1 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XH2.54-2PJ1120PCB板11

11、0排針2.54-2PJ1121圖紙111三極管8050Q2 Q4 Q53223.2 心得體會課程設計是我們理論實踐的基礎。從最初的選題，開題到繪圖直到完成設計。其間，查找資料，老師指導，與同學交流，反復思考，每一個過程都是對自己能力的一次檢驗和充實。通過這次實踐，我了解了NE555觸發(fā)器的工作原理，熟悉了電骰子的設計步驟，鍛煉了我的動手能力，培養(yǎng)了自己獨立設計能力。此次課程設計是對我專業(yè)知識和專業(yè)基礎知識一次實際檢驗和鞏固，。本次課程設計收獲很多，比如學會了查找相關資料相關標準，分析問題，但是課程設計也暴露出自己專業(yè)基礎的很多不足之處。比如缺乏綜合應用專業(yè)知識的能力，對材料的不了解，等等。這次

12、實踐是對自己大學三年所學的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，但是自己的求學之路還很長，努力使自己成為一個對社會有所貢獻的人。經(jīng)過這個星期來的課程設計以及對相關資料的收集，讓我更深刻的了解到隨著網(wǎng)絡科技的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡的廣泛應用，從而使我們的生活與它有著很密切的聯(lián)系了。參考文獻：（1）數(shù)字電子技術(shù)基礎趙瑩 陳英俊主編（2）模擬電子技術(shù)基礎 艾永樂 付子義 主編（3）電工電子實踐系列教材電子技術(shù)實踐 閻有運 主編附圖： 電子課程設計成績評定表課題名稱：班級學號姓名指導教師實際制作完成情況項 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 分）B、（此項 分）C、（此項 分）D、（此項