聲光電骰子設(shè)計(jì)

1、關(guān)于聲光電子“骰子”設(shè)計(jì)摘要： 隨著現(xiàn)代社會(huì)生活質(zhì)量的提高，人們有更多的時(shí)間去休閑，去參與一些娛樂活動(dòng)，而這也直接促進(jìn)了游戲事業(yè)的發(fā)展。有一些自然離不開骰子的隨機(jī)選數(shù)。 本游戲機(jī)電路采用按壓按鈕的方式來顯示0-9數(shù)字的大小。利用十進(jìn)制脈沖計(jì)數(shù)/分配器，蜂鳴電路等組成。由于按壓按鈕和表示數(shù)字的發(fā)光二極管LED的點(diǎn)亮呈隨機(jī)性，故每個(gè)參加游戲的人的機(jī)會(huì)是均等的，就看操作者的運(yùn)氣如何，而且在游戲的過程中，電路會(huì)發(fā)出蜂鳴聲來指示數(shù)字有效，也增加了趣味性。關(guān)鍵詞：LED燈，計(jì)數(shù)器，定時(shí)器目錄 引言1. 設(shè)計(jì)任務(wù)2. 元件選擇3. 器件的使用和性能判斷4. 電路原理及實(shí)現(xiàn)5. 實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題6. 結(jié)論7.

2、 參考文獻(xiàn)引言 在當(dāng)下快節(jié)奏的都市生活中，游戲占據(jù)了人們休閑娛樂的巨大份額。人們在玩游戲的過程中不僅放松了身心，體味到游戲所獨(dú)有的魅力，而且還可以舒緩壓力，把生活中的憂慮和不安統(tǒng)統(tǒng)拋棄，進(jìn)入一個(gè)以自我為中心的世界，滿足了自我的心理需求。但是玩游戲有一個(gè)很重要的準(zhǔn)則就是公平。相信誰也不會(huì)在一個(gè)不平等的情況下，能起到游戲本身的娛樂作用。我們利用游戲娛樂，很多時(shí)候是因?yàn)槲覀冊诂F(xiàn)實(shí)生活中，沒有得到應(yīng)有的對待，收到了不公平的待遇。所以實(shí)現(xiàn)游戲的公平就是一個(gè)很重大的研究方向。1 設(shè)計(jì)任務(wù) 利用常用IC，設(shè)計(jì)具有聲光和數(shù)字提示的“骰子”電路供游戲使用具體要求：1.自行設(shè)計(jì)12V直流穩(wěn)壓電源，作為系統(tǒng)供電電流

3、。2.通過按鈕產(chǎn)生0-9隨機(jī)數(shù)，用10位LED燈顯示數(shù)值大小，并用聲提示數(shù)字的有效性；實(shí)際設(shè)計(jì)中也可以考慮用一個(gè)8段LED數(shù)碼管來顯示具體數(shù)字。3.作品包裝設(shè)計(jì)按應(yīng)用場合要求設(shè)計(jì)，做到小巧、操作方便、實(shí)用為主。4.自行收集設(shè)計(jì)題目內(nèi)容有關(guān)資料，進(jìn)行綜合，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)電路圖，應(yīng)注意保證作品的簡單化、先進(jìn)性、實(shí)用性，并注意使用成熟的電路和集成電路設(shè)計(jì)。5.作品應(yīng)考慮在應(yīng)用場合和功能擴(kuò)展兩方面的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。6.完成樣機(jī)的包裝設(shè)計(jì)，原理圖設(shè)計(jì)，PCB板制作，元件安裝調(diào)試，最終完成樣機(jī)成品兩套和設(shè)計(jì)制作論文一篇。二元件選擇IC1選用555定時(shí)器IC2選用CD4017脈沖分配器R1 R2 R3 R4 R5 電

4、阻器RP1選用WH7微型電位器C1 C2 C3 電容器VT1 9013型三極管LED 選用5mm發(fā)光二極管B 選用YD57-2型電動(dòng)式揚(yáng)聲器SA 選用按壓式開關(guān)3 器材的使用和性能判別1. 電阻器 電阻器在日常生活中一般直接稱為電阻。是一個(gè)限流元件，將電阻接在電路中后，電阻器的阻值是固定的一般是兩個(gè)引腳，它可限制通過它所連支路的電流大小。 理想的電阻器是線性的，即通過電阻器的瞬時(shí)電流與外加瞬時(shí)電壓成正比。用于分壓的可變電阻器。在裸露的電阻體上，緊壓著一至兩個(gè)可移金屬觸點(diǎn)。觸點(diǎn)位置確定電阻體任一端與觸點(diǎn)間的阻值。 碳膜電阻器是將結(jié)晶碳沉淀在陶瓷棒骨架上制成的。電壓穩(wěn)定型好，造價(jià)便宜，并可以在70

5、度以下長期工作。但是所允許的功率較小，一般僅為0.125W到2W。碳膜電阻器成本低、性能穩(wěn)定、阻值范圍寬、溫度系數(shù)和電壓系數(shù)低，是目前應(yīng)用最廣泛的電阻器。 金屬膜電阻器在瓷管上鍍上一層金屬而成，用真空蒸發(fā)的方法將合金材料蒸鍍于陶瓷棒骨架表面。金屬膜電阻比碳膜電阻的精度高，穩(wěn)定性好，噪聲，溫度系數(shù)小。在儀器儀表及通訊設(shè)備中大量采用。 電阻在使用前要進(jìn)行檢查，檢查其性能好壞就是測量實(shí)際阻值與標(biāo)稱值是否相符，誤差是否在允許范圍之內(nèi)。方法就是用萬用表的電阻檔進(jìn)行測量。 測量時(shí)要注意兩點(diǎn)1、要根據(jù)被測電阻值確定量程，使指針指示在刻度線的中間一段，這樣便于觀察。2、確定電阻檔量程后，要進(jìn)行調(diào)零，方法是兩表

6、筆短路（直接相碰），調(diào)節(jié)“調(diào)零”電器使指針準(zhǔn)確的指在刻度線的“0”上，然后再測電阻的阻值。另外，還要注意人手不要碰電阻兩端或接觸表筆的金屬部分。否則會(huì)引起測試誤差。 用萬用表測出的電阻值接近標(biāo)稱值。就可以認(rèn)為基本上質(zhì)量是好的，如果相差太多或根本不通，就是壞的。對于固定電阻首先查看標(biāo)志清晰，保護(hù)漆完好，無燒焦，無傷痕，無裂痕，無腐蝕，電阻體與引腳緊密接觸等。對于電位器還應(yīng)檢查轉(zhuǎn)軸靈活，松緊適當(dāng)，手感舒適。有開關(guān)的要檢查開關(guān)動(dòng)作是否正常。2. 電位器 電位器是具有三個(gè)引出端、阻值可按某種變化規(guī)律調(diào)節(jié)的電阻元件。電位器通常由電阻體和可移動(dòng)的電刷組成。當(dāng)電刷沿電阻體移動(dòng)時(shí)，在輸出端即獲得與位移量成一定

7、關(guān)系的電阻值或電壓。電位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可視作一可變電阻器。 電位器的作用調(diào)節(jié)電壓（含直流電壓與信號電壓）和電流的大小。 電位器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)電位器的電阻體有兩個(gè)固定端，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)軸或滑柄，改變動(dòng)觸點(diǎn)在電阻體上的位置，則改變了動(dòng)觸點(diǎn)與任一個(gè)固定端之間的電阻值，從而改變了電壓與電流的大小。 電位器是一種可調(diào)的電子元件。它是由一個(gè)電阻體和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)系統(tǒng)組成。當(dāng)電阻體的兩個(gè)固定觸電之間外加一個(gè)電壓時(shí)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)系統(tǒng)改變觸點(diǎn)在電阻體上的位置，在動(dòng)觸點(diǎn)與固定觸點(diǎn)之間便可得到一個(gè)與動(dòng)觸點(diǎn)位置成一定關(guān)系的電壓。它大多是用作分壓器，這時(shí)電位器是一個(gè)四端元件。電位器基本上就是

8、滑動(dòng)變阻器，有幾種樣式，一般用在音箱音量開關(guān)和激光頭功率大小調(diào)節(jié)電位器是一種可調(diào)的電子元件。 用于分壓的可變電阻器。在裸露的電阻體上，緊壓著一至兩個(gè)可移金屬觸點(diǎn)。觸點(diǎn)位置確定電阻體任一端與觸點(diǎn)間的阻值。按材料分線繞、炭膜、實(shí)芯式電位器；按輸出與輸入電壓比與旋轉(zhuǎn)角度的關(guān)系分直線式電位器（呈線性關(guān)系）、函數(shù)電位器（呈曲線關(guān)系）。主要參數(shù)為阻值、容差、額定功率。廣泛用于電子設(shè)備，在音響和接收機(jī)中作音量控制用。1. 電位器之電阻體大多采用多碳酸類的合成樹脂制成，應(yīng)避免與以下物品接觸：氨水，其它胺類，堿水溶液，芳香族碳?xì)浠衔?，酮類，脂類的碳?xì)浠衔?，?qiáng)烈化學(xué)品（酸堿值過高）等，否則會(huì)影響其性能。2.

9、電位器之端子在焊接時(shí)應(yīng)避免使用水容性助焊劑，否則將助長金屬氧化與材料發(fā)霉；避免使用劣質(zhì)焊劑，焊錫不良可能造成上錫困難，導(dǎo)致接觸不良或者斷路。3. 電位器之端子在焊接時(shí)若焊接溫度過高或時(shí)間過長可能導(dǎo)致對電位器的損壞。插腳式端子焊接時(shí)應(yīng)在2355，3秒鐘內(nèi)完成，焊接應(yīng)離電位器本體1.5MM以上，焊接時(shí)勿使用焊錫流穿線路板；焊線式端子焊接時(shí)應(yīng)在35010，3秒鐘內(nèi)完成。且端子應(yīng)避免重壓，否則易造成接觸不良。4. 焊接時(shí)，松香（助焊劑）進(jìn)入印刷機(jī)板之高度調(diào)整恰當(dāng)，應(yīng)避免助焊劑侵入電位器內(nèi)部，否則將造成電刷與電阻體接觸不良，產(chǎn)生INT，雜音不良現(xiàn)象。5 電位器最好應(yīng)用于電壓調(diào)整結(jié)構(gòu)，且接線方式宜選擇“1

10、”腳接地；應(yīng)避免使用電流調(diào)整式結(jié)構(gòu)，因?yàn)殡娮枧c接觸片間的接觸電阻不利于大電流的通過。6 電位器表面應(yīng)避免結(jié)露或有水滴存在，避免在潮濕地方使用，以防止絕緣劣化或造成短路。7 安裝“旋轉(zhuǎn)型”電位器在固定螺母時(shí)，強(qiáng)度不宜過緊,以避免破壞螺牙或轉(zhuǎn)動(dòng)不良等; 安裝“鐵殼直滑式”電位器時(shí),避免使用過長螺釘,否則有可能妨礙滑柄的運(yùn)動(dòng),甚至直接損壞電位器本身。8 在電位器套上旋鈕的過程中，所用推力不能過大（不能超過規(guī)格書中軸的推拉力的參數(shù)指標(biāo)），否則將可能造成對電位器的損壞。9 電位器回轉(zhuǎn)操作力（旋轉(zhuǎn)或滑動(dòng)）會(huì)隨溫度的升高而變輕，隨溫度降低而變緊。若電位器在低溫環(huán)境下使用時(shí)需說明，以便采用特制的耐低溫油脂。1

11、0 電位器的軸或滑柄使用設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量越短越好。軸或滑柄長度越短手感越好且穩(wěn)定。反之越長晃動(dòng)越大，手感易發(fā)生變化。11 電位器碳膜的功率能承受周圍的溫度為70，當(dāng)使用溫度高于70時(shí)可能會(huì)喪失其功能。 3.電容 電容器（Capacitor）是兩金屬板之間存在絕緣介質(zhì)的一種電路元件。其單位為法拉，符號為F。電容器利用二個(gè)導(dǎo)體之間的電場來儲(chǔ)存能量，二導(dǎo)體所帶的電荷大小相等，但符號相反。 電容器是由兩個(gè)電極及其間的介電材料構(gòu)成的。介電材料是一種電介質(zhì)，當(dāng)被置于兩塊帶有等量異性電荷的平行極板間的電場中時(shí)，由于極化而在介質(zhì)表面產(chǎn)生極化電荷，遂使束縛在極板上的電荷相應(yīng)增加，維持極板間的電位差不變。這就是電容器

12、具有電容特征的原因。電容器中儲(chǔ)存的電量Q等于電容量C與電極間的電位差U的乘積。電容量與極板面積和介電材料的介電常數(shù)成正比，與介電材料厚度（即極板間的距離）成反比 在一定溫度范圍內(nèi)，溫度每變化1，電容量的相對變化值。溫度系數(shù)越小越好 電容器的使用壽命隨著溫度的增加而減少。主要原因是溫度加速化學(xué)反應(yīng)而使介質(zhì)隨時(shí)間而退化。1、電容器的常見故障。當(dāng)發(fā)現(xiàn)電容器的下列情況之一時(shí)應(yīng)立即切斷電源。（1）、電容器外殼膨脹或漏油。（2）、套管破裂，發(fā)生閃絡(luò)有為花。（3）、電容器內(nèi)部聲音異常。（4）、外殼溫升高于55以上示溫片脫落。2、電容器的故障處理（1）、當(dāng)電容器爆炸著火時(shí)，就立即斷開電源，并用砂子和干式滅火器

13、滅火。（2）、當(dāng)電容器的保險(xiǎn)熔斷時(shí)，應(yīng)向調(diào)度匯報(bào)，待取得同意后再拉開電容器的斷路器。切斷電源對其進(jìn)行放電，先進(jìn)行外部檢查，如套管的外部有無閃絡(luò)痕跡，外殼是否變形，漏油及接地裝置有無短路現(xiàn)象等，并搖測極間及極對地的絕緣電阻值，如未發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象，可換好保險(xiǎn)后投入。如送電后保險(xiǎn)仍熔斷，則應(yīng)退出故障電容器，而恢復(fù)對其余部分送電。如果在保險(xiǎn)熔斷的同時(shí)，斷路器也跳閘，此時(shí)不可強(qiáng)送。須待上述檢查完畢換好保險(xiǎn)后再投入。（3）、電容器的斷路跳閘，而分路保險(xiǎn)未斷，應(yīng)先對電容器放電三分鐘后，再檢查斷路器電流互感器電力電纜及電容器外部等。若未發(fā)現(xiàn)異常，則可能是由于外部故障母線電壓波動(dòng)所致。經(jīng)檢查后，可以試投；否則，應(yīng)

14、進(jìn)一步對保護(hù)全面的通電試驗(yàn)。通過以上的檢查、試驗(yàn)，若仍找不出原因，則需按制度辦事工電容器逐漸進(jìn)行試驗(yàn)。未查明原因之前，不得試投。3、處理故障電容器時(shí)的安全事項(xiàng)。處理故障電容器應(yīng)在斷開電容器的斷路器，拉開斷路器兩側(cè)的隔離開關(guān)，并對電容器組放電后進(jìn)行。電容器組經(jīng)放電電阻、放電變壓器或放電電壓互感器放電之后，由于部分殘余電荷一時(shí)放不盡應(yīng)將接地的接地端固定好，再用接地棒多次對電容器放電直至無火花及放電聲為止，然后將接地卡子固定好。由于故障電容器可能發(fā)生引線接觸不良，內(nèi)部斷線或保險(xiǎn)熔斷等現(xiàn)象，因此仍可能有部分電荷未放出來，所以檢修人員在接觸故障電容器以前，還應(yīng)戴上絕緣手套，用短路線將故障電容器的兩極短接

15、，還應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行放電。 補(bǔ)償電容器運(yùn)行時(shí)常易發(fā)生外殼鼓肚、套管或油箱漏油。其主要原因是電容器的溫度太高所致。而溫升過高由下列因素造成。1、環(huán)境溫度太高，通風(fēng)不良；2電源電壓超過額定值，引起過載發(fā)熱 電容常見的標(biāo)記方式是直接標(biāo)記，其常用的單位有pF，F(xiàn)兩種，很容易認(rèn)出。但一些小容量的電容采用的是數(shù)字標(biāo)示法，一般有三位數(shù)，第一、二位數(shù)為有效的數(shù)字，第三位數(shù)為倍數(shù)，即表示后面要跟多少個(gè)0。例如：343表示34000pF，另外，如果第三位數(shù)為9，表示 101，而不是10的9次方，例如：479表示4.7pF。 更換電容時(shí)主要應(yīng)注意電容的耐壓值一般要求不低于原電容的耐壓要求。在要求較嚴(yán)格的電路中，其容量一般

16、不超過原容量的20%即可。在要求不太嚴(yán)格的電路中，如旁路電路，一般要求不小于原電容的1/2且不大于原電容的2倍6倍即可。1、固定電容器的檢測a、檢測10pF以下的小電容因10pF以下的固定電容器容量太小，用萬用表進(jìn)行測量，只能定性的檢查其是否有漏電，內(nèi)部短路或擊穿現(xiàn)象。測量時(shí)，可選用萬用表R10k擋，用兩表筆分別任意接電容的兩個(gè)引腳，阻值應(yīng)為無窮大。若測出阻值（指針向右擺動(dòng)）為零，則說明電容漏電損壞或內(nèi)部擊穿。b、檢測10PF0.01F固定電容器是否有充電現(xiàn)象，進(jìn)而判斷其好壞。萬用表選用R1k擋。兩只三極管的值均為100以上，且穿透電流可選用3DG6等型號硅三極管組成復(fù)合管。萬用表的紅和黑表筆

17、分別與復(fù)合管的發(fā)射極e和集電極c相接。由于復(fù)合三極管的放大作用，把被測電容的充放電過程予以放大，使萬用表指針擺幅度加大，從而便于觀察。應(yīng)注意的是：在測試操作時(shí)，特別是在測較小容量的電容時(shí)，要反復(fù)調(diào)換被測電容引腳接觸A、B兩點(diǎn)，才能明顯地看到萬用表指針的擺動(dòng)。C、對于0.01F以上的固定電容，可用萬用表的R10k擋直接測試電容器有無充電過程以及有無內(nèi)部短路或漏電，并可根據(jù)指針向右擺動(dòng)的幅度大小估計(jì)出電容器的容量。2、電解電容器的檢測a、因?yàn)殡娊怆娙莸娜萘枯^一般固定電容大得多，所以，測量時(shí)，應(yīng)針對不同容量選用合適的量程。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般情況下，147F間的電容，可用R1k擋測量，大于47F的電容可用

18、R100擋測量。b、將萬用表紅表筆接負(fù)極，黑表筆接正極，在剛接觸的瞬間，萬用表指針即向右偏轉(zhuǎn)較大偏度（對于同一電阻擋，容量越大，擺幅越大），接著逐漸向左回轉(zhuǎn)，直到停在某一位置。此時(shí)的阻值便是電解電容的正向漏電阻，此值略大于反向漏電阻。實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)表明，電解電容的漏電阻一般應(yīng)在幾百k以上，否則，將不能正常工作。在測試中，若正向、反向均無充電的現(xiàn)象，即表針不動(dòng)，則說明容量消失或內(nèi)部斷路；如果所測阻值很小或?yàn)榱悖f明電容漏電大或已擊穿損壞，不能再使用。c、對于正、負(fù)極標(biāo)志不明的電解電容器，可利用上述測量漏電阻的方法加以判別。即先任意測一下漏電阻，記住其大小，然后交換表筆再測出一個(gè)阻值。兩次測量中阻值

19、大的那一次便是正向接法，即黑表筆接的是正極，紅表筆接的是負(fù)極。d、使用萬用表電阻擋，采用給電解電容進(jìn)行正、反向充電的方法，根據(jù)指針向右擺動(dòng)幅度的大小，可估測出電解電容的容量。3、可變電容器的檢測a、用手輕輕旋動(dòng)轉(zhuǎn)軸，應(yīng)感覺十分平滑，不應(yīng)感覺有時(shí)松時(shí)緊甚至有卡滯現(xiàn)象。將載軸向前、后、上、下、左、右等各個(gè)方向推動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)軸不應(yīng)有松動(dòng)的現(xiàn)象。b、用一只手旋動(dòng)轉(zhuǎn)軸，另一只手輕摸動(dòng)片組的外緣，不應(yīng)感覺有任何松脫現(xiàn)象。轉(zhuǎn)軸與動(dòng)片之間接觸不良的可變電容器，是不能再繼續(xù)使用的。c、將萬用表置于R10k擋，一只手將兩個(gè)表筆分別接可變電容器的動(dòng)片和定片的引出端，另一只手將轉(zhuǎn)軸緩緩旋動(dòng)幾個(gè)來回，萬用表指針都應(yīng)在無窮大位置不動(dòng)。在旋動(dòng)轉(zhuǎn)軸的過程中，如果指針有時(shí)指向零，說明動(dòng)片和定片之間存在短路點(diǎn)；如果碰到某一角度，萬用表讀數(shù)不為無窮大而是出現(xiàn)一定阻值，說明可變電容器動(dòng)片與定片之間存在漏電現(xiàn)象。4. 蜂鳴器 蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。 ；蜂鳴器主要分為壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器兩種類型。蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA”（舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM”、“LB”、“JD”等）表示。4 電路原