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)盤設(shè)計(jì)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)11級(jí)通信2 班學(xué)號(hào)2院 （系）信息工程學(xué)院指導(dǎo)教師完成時(shí)間2013 年 11月 28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(shuō)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 1 91 課程設(shè)計(jì)的目的2 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)與要求3 設(shè)計(jì)方案與論證根據(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(kāi)關(guān)等邏

2、輯控制。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(lái)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 鈕電 容555 集成4017 集發(fā) 光 二式 啟式 放電 路 多成 電 路極管動(dòng) 開(kāi)點(diǎn) 計(jì)諧 振 蕩十 進(jìn) 制1-10 顯關(guān)時(shí) 器器計(jì)數(shù)器示圖 3-1 電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)方框

3、圖3.2 方案論證4 設(shè)計(jì)原理及功能說(shuō)明4.1 電路設(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決定等待“開(kāi)獎(jiǎng)”的時(shí)間

4、。4.2 功能說(shuō)明5 單元電路的設(shè)計(jì)5.1 CD4017 與 NE555 的原理工作原理CD4017 是一個(gè)十進(jìn)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(lái)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

5、的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖所示。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、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

6、元件通過(guò) 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)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(wú)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(kāi)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(wú)穩(wěn)態(tài)多諧波振蕩器的重置端上， 令其開(kāi)始

7、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。6 硬件的制作與調(diào)試77 總結(jié)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。 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(guò)程中，都學(xué)到很多新的知識(shí)。通過(guò)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(guò)程和應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)。首先，通過(guò)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

8、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(guò)程中無(wú)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(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(guò)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(lái)。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1.2