電子骰子制作

1、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告課題名稱(chēng)： 電子骰子套件制作 專(zhuān) 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化班 級(jí)： 12級(jí)電氣本科二班學(xué) 號(hào)： 1201232044姓 名： 郭 亮指導(dǎo)教師： 裴 建 良摘要3第一章 設(shè)計(jì)指標(biāo)41.1設(shè)計(jì)題目41.2設(shè)計(jì)任務(wù)和要求41.3設(shè)計(jì)原理4第二章 系統(tǒng)方案52.1 系統(tǒng)模塊及框圖52.2 單元電路設(shè)計(jì)62.2.1 秒基準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器62.2.2 計(jì)數(shù)器72.2.3 數(shù)碼顯示82.2.3 校時(shí)切換電路82.2.3 校時(shí)切換電路92.2.4 整體電路圖92.2.5 部分芯片實(shí)際引腳圖及功能112.3 multisim 仿真12第三章 方案總結(jié)123.1 元件清單123.2 心得體會(huì)1

2、3參考文獻(xiàn)：13摘要在眾多的電視節(jié)目及其它媒介上經(jīng)?？梢钥吹接懈鞣N依靠電子技術(shù)進(jìn)行抽獎(jiǎng)的活動(dòng)，因此，隨機(jī)數(shù)的生成有一定的利用的地方。而依靠所學(xué)的電子技術(shù)知識(shí)可以設(shè)計(jì)一款可以產(chǎn)生一定范圍內(nèi)的隨機(jī)數(shù)的話(huà)，可以很好地鍛煉和鞏固已學(xué)到的知識(shí)。這樣的小作品可以作為抽獎(jiǎng)器，也可以當(dāng)作是日常生活中的骰子使用。這樣，只要是按個(gè)鍵就可以很好地產(chǎn)生一個(gè)數(shù)。免去了以往在擲骰子時(shí)經(jīng)常不小心把骰子碰到地上。而從骰子產(chǎn)生的數(shù)的隨機(jī)性上來(lái)說(shuō)，電子式的更為客觀，所以，在電子骰子足夠小時(shí)，可以很好地代替實(shí)物。 電路通電時(shí)，7只LED會(huì)隨機(jī)顯示一個(gè)點(diǎn)數(shù)，玩家按一下開(kāi)關(guān)S1,7只LED全部變亮，大約幾秒后7只LED燈開(kāi)始閃爍，直至

3、最后顯示出穩(wěn)定的點(diǎn)數(shù)。整個(gè)一次“擲骰子”的過(guò)程結(jié)束。第一章 設(shè)計(jì)指標(biāo)1.1設(shè)計(jì)題目電子骰子套件1.2設(shè)計(jì)任務(wù)和要求(1) 使用邏輯門(mén)電路、集成芯片及555定時(shí)器等器件完成電子色子的設(shè)計(jì)。(2) 用7個(gè)LED燈模擬色子顯示1-7點(diǎn)。(3) 按下開(kāi)始按鍵后，1-7點(diǎn)高速循環(huán)，最后逐漸減慢，并停留在一個(gè)1-7點(diǎn)上。(4) 當(dāng)將開(kāi)關(guān)閉合的時(shí)候，電子骰子隨機(jī)變化，7個(gè)點(diǎn)，在變化過(guò)程中，根據(jù)設(shè)定的功能隨機(jī)用LED燈亮的個(gè)數(shù)來(lái)表示。(5) 對(duì)電路進(jìn)行仿真和調(diào)試。 1.3設(shè)計(jì)原理（1）本電路由555組成的多諧振蕩器和CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器/脈沖分配器構(gòu)成。7個(gè)發(fā)光二極管模擬骰子的點(diǎn)數(shù)，當(dāng)按下按鈕1秒以上，骰

4、子上的發(fā)光二極管高速循環(huán)點(diǎn)亮，之后循環(huán)速度越來(lái)越慢并最終隨機(jī)停止于某個(gè)點(diǎn)上。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512V，也可以用萬(wàn)用表內(nèi)的9V疊層電池。第二章 系統(tǒng)方案2.1 系統(tǒng)模塊及框圖555定時(shí)器提供脈沖給CD4017，CD4017接受的脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)為六個(gè)時(shí)，即異步清零，從而骰子顯示的數(shù)字是由555所產(chǎn)生的脈沖數(shù)確定，而脈沖的數(shù)量則是電容充電的多少?zèng)Q定。由于脈沖數(shù)量的不確定性，故該作品可以滿(mǎn)足骰子的功能。LED顯示計(jì)數(shù)器脈沖信號(hào) 圖3-1 系統(tǒng)框圖如圖3-1所示，脈沖信號(hào)由555定時(shí)器連接成的多諧振蕩器，計(jì)數(shù)器部分采用CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器循環(huán)產(chǎn)生數(shù)字；

5、顯示器采用七個(gè)LED燈。2.2 單元電路設(shè)計(jì)2.2.1 NE555內(nèi)部電路：簡(jiǎn)化后的電路：   555定時(shí)器555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(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)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。555 定時(shí)器的內(nèi)部電路框圖和外引腳排列圖分別如圖 2.9.1 和圖 2.9.2 所示。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)放電管 T 及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3 555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決

6、定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。555的應(yīng)用：    555定時(shí)器（1）構(gòu)成施密特觸發(fā)器，用于TTL系統(tǒng)的接口，整形

7、電路或脈沖鑒幅等； （2）構(gòu)成多諧振蕩器，組成信號(hào)產(chǎn)生電路； 如右圖， 振蕩周期： T=0.7（R1+2R2）C 1 （3）構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于定時(shí)延時(shí)整形及一些定時(shí)開(kāi)關(guān)中。 555應(yīng)用電路采用這3種方式中的1種或多種組合起來(lái)可以組成各種實(shí)用的電子電路，如定時(shí)器、分頻器、脈沖信號(hào)發(fā)生器、元件參數(shù)和電路檢測(cè)電路、玩具游戲機(jī)電路、音響告警電路、電源交換電路、頻率變換電路、自動(dòng)控制電路等。2.2.2 計(jì)數(shù)器CD4017內(nèi)部電路：時(shí)序圖：CD4017 是5 位Johnson 計(jì)數(shù)器，具有10 個(gè)譯碼輸出端，CP、CR、INH 輸入端。時(shí)鐘輸 入端的斯密特觸發(fā)器具有脈沖整形功能，對(duì)輸入時(shí)鐘脈沖上升和下

8、降時(shí)間無(wú)限制。INH 為 低電平時(shí)，計(jì)數(shù)器在時(shí)鐘上升沿計(jì)數(shù)；反之，計(jì)數(shù)功能無(wú)效。CR 為高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零。 Johnson 計(jì)數(shù)器，提供了快速操作、2 輸入譯碼選通和無(wú)毛刺譯碼輸出。防鎖選通，保證了 正確的計(jì)數(shù)順序。譯碼輸出一般為低電平，只有在對(duì)應(yīng)時(shí)鐘周期內(nèi)保持高電平。在每10 個(gè) 時(shí)鐘輸入周期CO 信號(hào)完成一次進(jìn)位，并用作多級(jí)計(jì)數(shù)鏈的下級(jí)脈動(dòng)時(shí)鐘。 CD4017 提供了16 引線(xiàn)多層陶瓷雙列直插(D)、熔封陶瓷雙列直插(J)、塑料雙列直插(P)引腳排布圖：功能表：2.2.3 LED燈隨機(jī)顯示Q3接到了4017的復(fù)位端，通過(guò)6個(gè)輸出信號(hào)的不同組合構(gòu)成了電子骰子的不同點(diǎn)數(shù)，當(dāng)按下開(kāi)關(guān)時(shí)，40

9、17的輸入端置位為低電平，LED燈開(kāi)始顯示，LED燈的顯示由各支路的的三極管控制輸出，Q2控制D1，Q3控制D6 D7，Q4控制D2 D4，Q5控制D3 6。三極管基極高電平時(shí)，三極管導(dǎo)通，LED燈不顯示。骰子只處理從16的數(shù)字，但是根據(jù)骰子點(diǎn)數(shù)的形狀需要配置7個(gè)LED。通過(guò)其中某幾個(gè)LED發(fā)光，表現(xiàn)骰子的點(diǎn)數(shù)。圖2-1表示LED發(fā)光的位置。圖2-1電骰子的LED發(fā)光組合7個(gè)LED的位置分別用ag字母表示。7個(gè)LED發(fā)光的所有組合形式計(jì)算起來(lái)非常多。這里僅把其中發(fā)光組合相同的LED進(jìn)行分組，表2-1是其分組的情況。從這個(gè)結(jié)構(gòu)看出可以分成4個(gè)組。從圖2-2可以看出如

10、果骰子的3，4，5，6點(diǎn)數(shù)發(fā)光必須要有a和g這兩個(gè)LED。圖2-2LED的發(fā)光組合2.2.4 整體電路圖第三章方案總結(jié)3.1 元件清單序號(hào)名稱(chēng)型號(hào)代號(hào)數(shù)量序號(hào)名稱(chēng)型號(hào)代號(hào)數(shù)量1紅光管5MMD1-D7712三極管8550Q1 Q322電阻10MR1113ICNE555U113電阻3M3R2114ICCD4017U214電阻10KR3-R6415IC座8PU115電阻10KR12-R16516IC座16PU216電阻1KR7117電解電容1U/50VC117電阻470R8-R10318瓷片電容104PC218電阻4M7R11119輕觸6X6X5S119接插件XH2.54-2PJ1120PCB板11

11、0排針2.54-2PJ1121圖紙111三極管8050Q2 Q4 Q53223.2 心得體會(huì)課程設(shè)計(jì)是我們理論實(shí)踐的基礎(chǔ)。從最初的選題，開(kāi)題到繪圖直到完成設(shè)計(jì)。其間，查找資料，老師指導(dǎo)，與同學(xué)交流，反復(fù)思考，每一個(gè)過(guò)程都是對(duì)自己能力的一次檢驗(yàn)和充實(shí)。通過(guò)這次實(shí)踐，我了解了NE555觸發(fā)器的工作原理，熟悉了電骰子的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了我的動(dòng)手能力，培養(yǎng)了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力。此次課程設(shè)計(jì)是對(duì)我專(zhuān)業(yè)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)一次實(shí)際檢驗(yàn)和鞏固，。本次課程設(shè)計(jì)收獲很多，比如學(xué)會(huì)了查找相關(guān)資料相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，分析問(wèn)題，但是課程設(shè)計(jì)也暴露出自己專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)的很多不足之處。比如缺乏綜合應(yīng)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力，對(duì)材料的不了解，等等。這次

12、實(shí)踐是對(duì)自己大學(xué)三年所學(xué)的一次大檢閱，使我明白自己知識(shí)還很淺薄，但是自己的求學(xué)之路還很長(zhǎng)，努力使自己成為一個(gè)對(duì)社會(huì)有所貢獻(xiàn)的人。經(jīng)過(guò)這個(gè)星期來(lái)的課程設(shè)計(jì)以及對(duì)相關(guān)資料的收集，讓我更深刻的了解到隨著網(wǎng)絡(luò)科技的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用，從而使我們的生活與它有著很密切的聯(lián)系了。參考文獻(xiàn)：（1）數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)趙瑩 陳英俊主編（2）模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) 艾永樂(lè) 付子義 主編（3）電工電子實(shí)踐系列教材電子技術(shù)實(shí)踐 閻有運(yùn) 主編附圖： 電子課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表課題名稱(chēng)：班級(jí)學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)教師實(shí)際制作完成情況項(xiàng) 目 內(nèi) 容（滿(mǎn)分50分）得 分1、元器件整體布局（10分）2、焊接工藝（10分）3、按要求完成情況（共30分）A、（此項(xiàng) 分）B、（此項(xiàng) 分）C、（此項(xiàng) 分）D、（此項(xiàng)