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)燈設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 申開軍專業(yè)班級(jí)光電133班學(xué) 號(hào)院（系）物理與材料工程學(xué)院指導(dǎo)教師完成時(shí)間 2016 年7月8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)io參考文獻(xiàn)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(jì)的目的根據(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。3.1方案設(shè)計(jì)本電路由5

2、55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)方框圖如圖3-1所示。圖3-1電子幸運(yùn)轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)方框圖3.2方案論證4設(shè)計(jì)原理及功能說明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

3、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。4.2 功能說明5 單元電路的設(shè)計(jì)5.1 CD4017 與 NE555 的原理5.1.1 CD4017 工作原理C D40 1 7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)

4、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的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖所示。5.1.2 NE555 工作原理555定時(shí)器由3個(gè)阻值為5kQ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

5、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)光二極管、 指示燈等；8腳為電源端，可

6、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。6 硬件的制作與調(diào)試7

7、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了深入的了解。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

8、作過程中無疑要用到相應(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。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1.2K