電子幸運轉(zhuǎn)盤設(shè)計

1、西安電子科技大學數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計題 目電子幸運轉(zhuǎn)盤設(shè)計學生姓名 專業(yè)班級11 級通信2班學 號2院（系）信息工程學院指導教師完成時間 2013 年11月28日目錄1 課程設(shè)計的目的12課程設(shè)計的任務與要求23 設(shè)計方案與論證3方案設(shè)計3方案論證44設(shè)計原理及功能說明55單元電路的設(shè)計56硬件的制作與調(diào)試 57總結(jié)io參考文獻1 5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)計的目的2課程設(shè)計的任務與要求3設(shè)計方案與論證根據(jù)電子幸運轉(zhuǎn)盤的功能要求，將電路劃分為四個單元功能模塊，即時鐘信號發(fā)生模塊、譯碼驅(qū)動LED數(shù)碼管顯示模塊、十進制計數(shù)模塊 和開關(guān)等邏輯控制。方案設(shè)計本

2、電路由555成的多諧振蕩器和CD4017十進制計數(shù)器/脈沖分配器組成。10顆發(fā)光二極管模擬幸運物，當按下啟動鍵 1秒以上，發(fā)光二 極管高速循環(huán)點亮，幾秒鐘后旋轉(zhuǎn)速度越來越慢并最終隨機停止于某顆 燈上?？梢詫⒚款w燈旁邊標上幸運物品作為搖獎器。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5V，也可以采用3 節(jié)電池供電。電子幸運轉(zhuǎn)盤設(shè)計方框圖如圖 3-1所示。圖3-1電子幸運轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)方框圖方案論證4 設(shè)計原理及功能說明電路設(shè)計原理脈沖產(chǎn)生器由 NE555 及外圍元件構(gòu)成多諧振蕩器，當按下按鍵 S1 時 Q1 導通， NE555 的 3 腳輸出脈沖，則 CD4017 的 10 個

3、輸出端輪流輸 出高電平驅(qū)動10只LED輪流發(fā)光。松開按鍵后，由于有電容C1的存在, Q1 不會立即截止，隨著 C1 兩端電壓的下降， Q1 的導通程序逐漸減弱， 3 腳輸出脈沖的頻率變慢， LED 移動頻率也隨之變慢。 最后當 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。一次“開 獎”過程就這樣完成了。 R2 決定 LED 移動速度， C1 決定等待“開獎” 的時間。功能說明5 單元電路的設(shè)計CD4017 與 NE555 的原理5.1.1 CD4017 工作原理CD4017是一個十進制數(shù)集成電路，是十進制計數(shù)器/脈沖分配器， 它的內(nèi)部由計數(shù)器及譯碼

4、器兩部分組成。 16腳以及 8腳分別為正負極電 源接腳，可在 3-18V 下工作。 1 4是時鐘脈沖輸入端，每當輸入由低電位（約0V）轉(zhuǎn)高電位時令輸出端依次序輪流輸出高電位。13端是時鐘脈沖控制端，一般接低電位，若接高電位會使 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 輸出端永遠為 高單位， 12 端是進位端，用來接下一個十進計數(shù)器，變成雙位計數(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定時器由3個阻值為5k Q的電阻組成的分壓器、兩個電壓比較 器C1和C2、基本RS觸發(fā)器、放電三極管TD和緩

5、沖反相器G4組成。 虛線邊沿標注的數(shù)字為管腳號。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 腳為復位端，輸入負脈沖（或使其電壓低于）可使 555 定 時器直接復位； 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，經(jīng)的電容接地，以防止引入干擾； 7 腳為放電端， 555 定時器輸出低電平時，放電晶體管 TD 導通，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 200mA ，因此可直接驅(qū)動繼電器、發(fā)光二極管、指示燈等；8 腳為電源端，可在 5

6、V-18V 范圍內(nèi)使用。 NE555 的內(nèi)部電路如圖所示。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轉(zhuǎn)盤。 脈沖 產(chǎn)生器是一個用計時器集成電路 555設(shè)計而成的無穩(wěn)態(tài)多諧波振蕩器， 產(chǎn)生高低變化不停的方形脈沖波。 當按一下按鈕式開關(guān)時， C1 會及時充 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。當按鈕式開關(guān)放開后，C1會經(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

7、過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程中。 從基本元器件的認識到焊接技術(shù)的練習， 再到產(chǎn)品設(shè)計，在每一步的操作過程中，都學到很多新的知識。通過制 作將理論知識和時間相結(jié)合，從而深刻的理解理論知識，擴展了對理論 知識應用的理解并更進一步地熟悉了電子制作的設(shè)計過程和應該注意的 細節(jié)。首先，通過這次電子制作的實訓。我們要對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。因此在實訓中我對集 成芯片 555， 4017 的原理更加深入和應用更加熟悉了。同時我們所做的 電子作品電子幸運轉(zhuǎn)盤的構(gòu)成和工作原理都有了相應的理解。其次，在 電子作品制作

8、過程中無疑要用到相應的設(shè)計軟件，同時也要做作品的 PCB 板的制作與焊接。 因此在實訓中使我對電子設(shè)計與仿真軟件的使用 更加的熟悉與靈活了。還有焊接的接點有要比之前有了很大的提高，減 少了虛焊等焊接點的數(shù)量。電子作品的制作不僅僅鍛煉了自己的實踐能力，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)計一個產(chǎn)品需要什么 必備條件和設(shè)計產(chǎn)品時候的邏輯步驟。因此，這樣的電子作品的制作的 實訓，將會很好的擴展我們得思維能力， 將學習的理論與與實踐相結(jié)合， 作品制作與生活相結(jié)合，做出對社會和生活有的產(chǎn)品來。最后，要感謝 指導老師在電子作品制作實訓中的精心指導和幫助。參考文獻高等教育出版社高等教育出版社（ 第五版 ） 高等教育出版社華中科技大學出版社1 .邱關(guān)源 .電路 （第五版）2 .楊全科 . 模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)3. 閻石 . 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)4. 伊仕 . 電工電子工程基礎(chǔ)附錄 1：總體電路原理圖附錄2:元器件清單序號名稱型號規(guī)格數(shù)量1電阻