電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤的制作

1、數(shù)電課程設(shè)計(jì)報(bào)告名稱：基于CD4017電子電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤的制作學(xué)院：物理電氣信息學(xué)院專業(yè)：姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：一設(shè)計(jì)思路與方案 3.（一）、設(shè)計(jì)思路 3.（二）、設(shè)計(jì)方案3.二、設(shè)計(jì)的基本原理 4.（一）、電路的設(shè)計(jì)原理4.（二）、CD4017與NE555的原理及其在電路中的作用 4三、電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤電路原理圖及其所需元器件清單 5（一）、電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤的電路原理圖 5（二）、電子元器件清單 6.四、PCB與制作完畢后的圖及其相關(guān)的工作參數(shù) 6（一）、電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤的 PCB板圖 .6.（二）、電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤制作完畢后的效果圖 7（三）相關(guān)工作參數(shù)的測(cè)量結(jié)果 7.五、電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤的功能及玩法 7.六、

2、總結(jié)8.電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤的制作一設(shè)計(jì)思路與方案（一）、設(shè)計(jì)思路根據(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。（二）、設(shè)計(jì)方案本電路由555組成的多諧振蕩器和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。 可以將每顆燈 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)方框圖如下

3、圖所示。圖電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤電路系統(tǒng)方框圖設(shè)計(jì)的基本原理（一）、電路的設(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。（二八 CD4017與NE555的

4、原理及其在電路中的作用4017是一個(gè)十進(jìn)計(jì)數(shù)器集成電路，是十進(jìn)制計(jì)數(shù)/分頻器，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腳分別為正及負(fù)電源接腳，可在 3-18Vxxx 下工作。14是始終脈沖輸入端，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端是輸入時(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，既Q0輸出端3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) 器用，變成雙為計(jì)數(shù)器，現(xiàn)在的電路不用，故空接。CD4017的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如下圖所示。555定時(shí)器由3個(gè)阻值為5kQ的電阻組成的分壓器、

5、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

6、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。.I口二磯衍圖電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)在4017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)生高低變化不停得 方形脈沖波。當(dāng)按一下按鈕式開關(guān)（PB svy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。三、電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤

7、電路原理圖及其所需元器件清單（一）、電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤的電路原理圖M LUiH IHIa*E LET龍踣原理圈圖電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤電路圖（二）、電子元器件清單骨口， 序號(hào)名稱規(guī)格/型號(hào)編號(hào)序號(hào)名稱規(guī)格/型號(hào)編號(hào)01電阻1.2KR2 R308輕觸開 關(guān)6*6*13S102電阻470KR1 R309IC座8PINU103:電容103:C310HC座16PINU204電容47uFC211集成電 路NE555U105電容100uFC112集成電 路CD4017U206LEDF5紅發(fā)紅D1 D1013PCB板FR-458*58mm107三極管9014Q1四、PCB與制作完畢后的圖及其相關(guān)的工作參數(shù)（一）、電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)

8、盤的PCB板圖LED2LEDUOLED*LED3- 嚴(yán)O 9VOoooeocoaJ017I；OQQOOOOOJ2 O- CO#s+ Qi io 1 0 C 0 0355Q| 1OOk |130 04.47uFLEO?LEDS（二）、電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤制作完畢后的效果圖（三）相關(guān)工作參數(shù)的測(cè)量結(jié)果供電電源為+5V，在開關(guān)按下前，三極管的電壓e級(jí)、b級(jí)電壓為0、c級(jí)電壓為+5V，電容C1電壓為0V。在開關(guān)按下的瞬間三極管電壓e級(jí)為4.4V、b級(jí)電壓5V、c級(jí)5V，電容C1電壓為4.8V。開關(guān)按下談起后三極管的 b級(jí)的電壓隨著電容 C1的放電電壓逐漸減小 最后變?yōu)榱?。發(fā)光二極級(jí)工作時(shí)的電壓是正級(jí)為0.8V

9、負(fù)極為0.2V。所以發(fā)光二極管的兩極間的電壓差為0.6V。五、電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤的功能及玩法幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤就是先預(yù)測(cè)旋轉(zhuǎn)中的圓盤停止時(shí)， 到底會(huì)停在哪個(gè)位置的工具。也 可用作估號(hào)碼游戲，電子骰子，抽獎(jiǎng)機(jī)等。電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤就是以電子的方式達(dá)成 相同的功能，本套件把10只LED配置成一個(gè)圓圈，當(dāng)按一下按鍵后，每只LED順序輪流發(fā)光，流動(dòng)速度越來(lái)越慢，最后停在某一只LED上不再移動(dòng)。若最后發(fā) 亮那個(gè)LED與玩家預(yù)測(cè)的相同，貝憔示“中獎(jiǎng)”了。六，總結(jié)通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(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

10、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(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) Proter 99、MultisimIO等電子設(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，減少了虛焊等還接點(diǎn)的數(shù)量。然后，電子作品的制作不僅僅鍛煉了自己的實(shí)踐能力