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)燈設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 申開軍 專業(yè)班級(jí) 光電133班學(xué) 號(hào) 2013151314 院 （系） 物理與材料工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 完成時(shí)間 2016年7月8日 目 錄1 課程設(shè)計(jì)的目的12 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求23 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)56 硬件的制作與調(diào)試57 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

2、。 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。按鈕式啟動(dòng)開關(guān)電容式放點(diǎn)計(jì)時(shí) 器555集成電路多諧振蕩器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

3、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)

4、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

5、、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；8腳為電源端，可在5V-18V范圍內(nèi)

6、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

7、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

8、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。參考文獻(xiàn)1.邱關(guān)源.電路 （第五版） 高等教育出版社2.楊全科.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 高等教育出版社3. 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) (第五版) 高等教育出版社4.伊仕.電工電子工程基礎(chǔ) 華中科技大學(xué)出版社 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電阻1.2K22電