電子骰子游戲概要設(shè)計(jì)需求需求分析555定時(shí)芯片介紹ppt課件

1、電子骰子游戲.概要設(shè)計(jì)需求需求分析555定時(shí)芯片引見(jiàn)555定時(shí)器多諧振蕩器施密特觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器無(wú)源器件引見(jiàn)電阻、電容、電感.設(shè)計(jì)需求運(yùn)用數(shù)字電路設(shè)計(jì)一個(gè)電子骰子骰子點(diǎn)數(shù)用發(fā)光二極管的點(diǎn)亮個(gè)數(shù)表示對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管的位置要和真實(shí)骰子的紅點(diǎn)位置相當(dāng)如右圖每次運(yùn)用產(chǎn)生的點(diǎn)數(shù)是隨機(jī)的.需求分析不同點(diǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)不同的發(fā)光二極管，位置有明確要求，因此對(duì)不同點(diǎn)的輸出需求進(jìn)展編碼控制發(fā)光管產(chǎn)生數(shù)據(jù)隨機(jī)，可用計(jì)數(shù)器對(duì)555組成的振蕩器計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)時(shí)間隨機(jī)由對(duì)無(wú)源器件電容的充放電時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)其中計(jì)數(shù)器需求設(shè)計(jì)成6進(jìn)制.計(jì)數(shù)器類(lèi)型確實(shí)定模擬骰子的不同位置的數(shù)碼管進(jìn)展標(biāo)號(hào)如右圖表中可以看出L4總是單獨(dú)亮滅，1、3、5控制L2

2、、L6除了在1外不斷為亮，可由1控制L1、L7同時(shí)受4、5、6的輸出控制L3、L5同時(shí)受6輸出控制L1L2L3L4L5L6L7123456.計(jì)數(shù)器類(lèi)型確實(shí)定從分析中可以看出，該設(shè)計(jì)對(duì)計(jì)數(shù)器沒(méi)有特殊要求有復(fù)位輸入或預(yù)置數(shù)的輸入端計(jì)數(shù)的觸發(fā)方式最好是邊沿觸發(fā)此處選擇了CD4017.設(shè)計(jì)方案.設(shè)計(jì)需求需求分析555定時(shí)芯片引見(jiàn)555定時(shí)器多諧振蕩器施密特觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器無(wú)源器件引見(jiàn)電阻、電容、電感.555定時(shí)器555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件普通用TTL工藝制造的稱(chēng)為555，用CMOS工藝制造的稱(chēng)為7555；除了單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器556/7556555定時(shí)器本錢(qián)低

3、，性能可靠，只需求外接接個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等電路.555定時(shí)器內(nèi)部框圖電壓比較器RS觸發(fā)器放電管.555含有兩個(gè)電壓比較器、一個(gè)RS觸發(fā)器，一個(gè)放電開(kāi)關(guān)T1比較器的參考電壓由三只5K的電阻器構(gòu)成分壓，它們分別使兩個(gè)比較器IC1和IC2的參考電平為1/3Vcc和2/3Vcc當(dāng)6號(hào)引腳的輸入信號(hào)2/3Vcc時(shí)，555的3號(hào)引腳輸出低電平當(dāng)2號(hào)引腳的輸入信號(hào)1/3Vcc時(shí)，555的3號(hào)引腳輸出高電平 .輸入信號(hào)2/3Vcc輸出1觸發(fā)器復(fù)位觸發(fā)器復(fù)位Q輸出13號(hào)引腳輸出0T1導(dǎo)通.輸入信號(hào)1/3Vcc輸出1觸發(fā)器置位觸發(fā)器置位Q輸出03號(hào)引腳輸出1T1截止.

4、4號(hào)引腳輸入0觸發(fā)器復(fù)位Q輸出13號(hào)引腳輸出0.4號(hào)引腳是復(fù)位引腳當(dāng)4號(hào)引腳輸入低電平常，555輸出低電平平常該引腳應(yīng)該接高電平5號(hào)引腳是控制電壓端，平常輸出2/3Vcc作為比較器IC1的參考電平假設(shè)5號(hào)引腳外接一個(gè)輸入電壓，即改動(dòng)了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的另外一種控制.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器通常，觸發(fā)器都有兩個(gè)穩(wěn)定的形狀，即0和1，所以觸發(fā)器也被稱(chēng)為雙穩(wěn)態(tài)電路與雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器不同，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只需一個(gè)穩(wěn)定的形狀這個(gè)穩(wěn)定的形狀稱(chēng)為“穩(wěn)態(tài)，可以是0，也可以是1另一個(gè)形狀稱(chēng)為“暫穩(wěn)態(tài).單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的特點(diǎn)1在沒(méi)有遭到外界觸發(fā)脈沖作用的情況下，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器堅(jiān)持在穩(wěn)態(tài)2在遭到外界脈沖作用的情況下，單穩(wěn)態(tài)觸

5、發(fā)器翻轉(zhuǎn)，進(jìn)入“暫穩(wěn)態(tài)3經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器從暫穩(wěn)態(tài)前往穩(wěn)態(tài)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器在穩(wěn)態(tài)停留的時(shí)間僅僅取決于電路本身的參數(shù).單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的穩(wěn)態(tài)穩(wěn)態(tài)時(shí)輸入高電平穩(wěn)態(tài)時(shí)輸出0放電管導(dǎo)通.負(fù)脈沖信號(hào)輸入負(fù)脈沖觸發(fā)信號(hào)內(nèi)部低電平比較器動(dòng)作開(kāi)場(chǎng)一個(gè)穩(wěn)態(tài)過(guò)程電平低于1/3Vcc輸出1處于暫態(tài)放電管截止電容充電到2/3Vcc6號(hào)引腳電平到達(dá)2/3Vcc輸出0回到穩(wěn)態(tài)放電管重新導(dǎo)通電容放電恢復(fù)穩(wěn)定.暫穩(wěn)態(tài)的繼續(xù)時(shí)間T取決于外部元件R1、C2T=1.1RC經(jīng)過(guò)改動(dòng)R、C的大小，可使延時(shí)時(shí)間在幾個(gè)微妙和幾非常鐘之間變化暫穩(wěn)態(tài)的繼續(xù)時(shí)間.主要參數(shù)估算1輸出脈沖寬度Tw用三要素法計(jì)算2恢復(fù)時(shí)間tre 其中，Rces是T的

6、飽和導(dǎo)通電阻3最高任務(wù)頻率fmax vI周期的最小值： Tmin= tWtre 因此，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的最高任務(wù)頻率應(yīng)為:.仿真實(shí)驗(yàn).單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的運(yùn)用延時(shí)定時(shí)1延時(shí)圖中，vO的下降沿比vI的下降沿滯后了時(shí)間tW。2定時(shí)當(dāng)vO=1時(shí)，與門(mén)翻開(kāi)，vO= vF。當(dāng)vO=0時(shí)，與門(mén)封鎖，vO為低電平。顯然與門(mén)翻開(kāi)的時(shí)間是恒定不變的，就是單穩(wěn)輸出脈沖vO的寬度tW。.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的運(yùn)用整形單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器可以把不規(guī)那么的輸入信號(hào)vI，整構(gòu)成為幅度和寬度都一樣的規(guī)范矩形脈沖vO。vO的幅度取決于單穩(wěn)態(tài)電路輸出的高、低電平，寬度tW決議于暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間。.施密特觸發(fā)器輸入信號(hào)2/3Vcc輸出低電平輸入信號(hào)1/3Vcc

7、輸出高電平.施密特觸發(fā)器的運(yùn)用用作接口電路將緩慢變化的輸入信號(hào)，轉(zhuǎn)換成為符合TTL系統(tǒng)要求的脈沖波形用作整形電路把不規(guī)那么的輸入信號(hào)整構(gòu)成為矩形脈沖.施密特觸發(fā)器的運(yùn)用用于脈沖鑒幅從一系列幅度不同的脈沖信號(hào)中，選出那些幅度大于VT+的輸入脈沖.多諧振蕩器多諧振蕩器是一種能產(chǎn)生矩形波的自激振蕩器，也稱(chēng)為矩形波發(fā)生器多諧振蕩器沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，只需兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，所以也稱(chēng)為無(wú)穩(wěn)態(tài)電路在任務(wù)時(shí)，電路的形狀在這兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間自動(dòng)地交替變換，由此產(chǎn)生矩形波脈沖信號(hào)，常用作脈沖信號(hào)源及時(shí)序電路中的時(shí)鐘信號(hào).剛上電高電平輸出低電平放電管導(dǎo)通暫穩(wěn)態(tài)1電容放電輸入電壓下降輸入電壓降至1/3Vcc時(shí)輸入電平1/3Vcc輸出高

8、電平放電管截止暫穩(wěn)態(tài)2電容充電電壓上升當(dāng)電容電壓升至2/3Vcc時(shí)又恢復(fù)到暫穩(wěn)態(tài)1.波形圖.用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器振蕩頻率的估算1電容充電時(shí)間T1：用三要素法計(jì)算2 電容放電時(shí)間T23電路振蕩周期T4電路振蕩頻率f5輸出波形占空比qT = T1+T2 = 0.7(R1+2R2)C.CD4017.CD4017CD4017的根本功能是對(duì)“CLOCK端輸入脈沖的個(gè)數(shù)進(jìn)展十進(jìn)制計(jì)數(shù)，并按照輸入脈沖的個(gè)數(shù)順序?qū)⒚}沖分配在Y0Y9這十個(gè)輸出端記滿(mǎn)十個(gè)數(shù)后計(jì)數(shù)器回到初始形狀Y0輸出，同時(shí)輸出一個(gè)進(jìn)位脈沖.時(shí)序圖.CD4017.4017共有16個(gè)引腳，各引腳功能如下：1電源引腳：8#：VSS16#：VDD，輸入電壓范圍是315V2脈沖輸入引腳：14#：CLOCK，接納脈沖信號(hào)的輸入.3數(shù)據(jù)輸出引腳：3,2,4,7,10,1,5,6,9,11#：“0“9解碼后的十進(jìn)制輸出引腳，被計(jì)數(shù)到的值輸出高電平，其它引腳輸出低電平其中，芯片復(fù)位后，輸出形狀是“012#：CARRY-OUT進(jìn)位信號(hào)輸出引腳，當(dāng)4017計(jì)數(shù)十個(gè)脈沖之后，CARRY-OUT引腳將輸出一個(gè)脈沖，表示產(chǎn)生進(jìn)位，供級(jí)聯(lián)計(jì)數(shù)器運(yùn)用.4控制信號(hào)15#：