电子幸运转盘设计-3.doc

Protel DXP电路设计与制版课程设计 题 目： 电子幸运转盘 学 院： 专 业： 姓 名： 学 号： 指导老师： 完成时间： 目 录 1 课程设计的目的……………………………………………………1 2 课程设计的任务与要求…………………………………………1 3 设计方案与论证……………………………………………………1 3.1方案设计…………………………………………………1 3.2方案论证…………………………………………………2 4 设计原理及功能说明 ……………………………………………2 4.1电路设计原理…………………………………………………2 4.2功能说明…………………………………………………2 5单元电路的设计……………………………………………………2 5.1CD4017与NE555的设计原理…………………………………………………2 5.1.1CD4017的工作原理…………………………………………………2 5.1.2NE555的工作原理…………………………………………………3 5.2CD4017与NE555在电路中的作用…………………………………………………3 6各版块设计……………………………………………………4 6.1电路原理图…………………………………………………4 6.2印刷版电路…………………………………………………5 7 总结 …………………………………………………………………6 参考文献…………………………………………………………………6 附录1…………………………………………………………………7 1课程设计的目的 本次设计本着锻炼学生的动手能力和思考能力的目的，把所学知识与实际相结合。学 生通过理论设计和实际制作解决相应的实际问题，巩固在书中所学的理论知识和实践技 能，掌握protei DXP电路设计与实际制版地方法，提高设计能力和实际动手能力，例如焊接技术，自我解 决问题的能力。同时在设计以及实验过程中不仅可以充分运用所学知识与实际中，还可 以锻炼学生的思维能力和知识拓展能力，调动学生学习的积极性。 2 课程设计的任务与要求 所设计的电路能够顺利实现所要达到的目的，充分运用所学知识，焊接技术娴熟，排 版合理。根据技术指标要求画出设计电路图，画出印制电路版图；制作pcb版。 3 设计方案与论证 根据电子幸运转盘的功能要求，将电路划分为四个单元功能模块，即时钟信号发生模 块、译码驱动LED数码管显示模块、十进制计数模块和开关等逻辑控制。 3.1 方案设计 本电路由555成的多谐振荡器和CD4017十进制计数器／脉冲分配器组成。10颗发光二 极管模拟幸运物，当按下启动键1秒以上，发光二极管高速循环点亮，几秒钟后旋转速度 越来越慢并最终随机停止于某颗灯上。可以将每颗灯旁边标上幸运物品作为摇奖器。C1 的数值决定延迟时间，C2的数值决定循环速度。电源供电电压为直流5V，也可以采用3节 1.5V电池供电。电子幸运转盘设计方框图如图3-1所示。 图3-1电子幸运转盘系统方框图 3.2 方案论证 通过最终设计制作出的实际电路板，接通电源实现上述功能，能在实际中体现。 4 设计原理及功能说明 4.1 电路设计原理 脉冲产生器由NE555及外围元件构成多谐振荡器，当按下按键S1时Q1导通，NE555的3脚输 出脉冲，则CD4017的10个输出端轮流输出高电平驱动10只LED轮流发光。松开按键后，由 于有电容C1的存在，Q1不会立即截止，随着C1两端电压的下降，Q1的导通程序逐渐减弱 ，3脚输出脉冲的频率变慢，LED移动频率也随之变慢。最后当C1放电结束后。Q1截止， NE555的3脚不再输出脉冲，LED停止移动。一次"开奖"过程就这样完成了。R2决定LED移 动速度，C1决定等待"开奖"的时间。 4.2 功能说明 幸运转盘就是先预测旋转中的圆盘停止时，到底会停在哪个位置的工具。也可以估号 码游戏，电子骰子，抽奖机等，电子幸运转盘就是以电子的方式达成相同的功能，本套 件把十只LED配成一个圆盘，当按下一个按键后，每只LED顺序轮流发光，流动速度越来 越慢，最后停在某一个LED上不移动，若最后发现那个LED与玩家预测的相同，则表示中 奖了。 5 单元电路的设计 5.1 CD4017与NE555的原理 5.1.1 CD4017工作原理 CD4017是一个十进制数集成电路，是十进制计数器／脉冲分配器，它的内部由计数器及 译码器两部分组成。16脚以及8脚分别为正负极电源接脚，可在3- 18V下工作。14是时钟脉冲输入端，每当输入由低电位（约0V）转高电位时令输出端依次 序轮流输出高电位。13端是时钟脉冲控制端，一般接低电位，若接高电位会使14端暂停 作用。15端是置零端，一般接零电位，若接高单位则是输出置零，即Q0输出端永远 《电子幸运转盘设计》是一份关于Protel DXP电路设计与制版的课程设计报告，旨在提升学生的实践技能和理论应用能力。该设计的核心是一个电子幸运转盘，其功能类似于传统的摇奖器，用于随机选取一个“幸运”结果。 课程设计的目标在于将理论知识与实践操作相结合，通过设计和制作电路，学生可以巩固理论学习，提升设计能力，掌握Protei DXP软件的电路设计和PCB制版技巧，同时增强焊接技术和问题解决能力。设计任务要求所设计的电路能够有效实现预期功能，且焊接工艺精良，布局合理。 设计方案主要基于两个核心组件：NE555定时器和CD4017十进制计数器/脉冲分配器。NE555被配置为多谐振荡器，当启动键被按下时，它会产生脉冲，使得10个LED依次点亮，形成高速循环。而CD4017则负责计数和分配这些脉冲，使得LED按照特定顺序亮起。电容C1和C2分别控制延迟时间和循环速度。电源可使用5V直流或3节1.5V电池。 电路设计原理中，NE555产生的脉冲输入到CD4017，后者依次激活其10个输出，驱动10个LED轮流发光。一旦启动键释放，由于C1的存在，NE555的脉冲频率逐渐降低，LED的闪烁速度也减缓，最终随机停留在某个LED上，模拟幸运转盘的停止效果。用户可以将每个LED标记为不同的“幸运物”，以此进行游戏或抽奖活动。 单元电路设计部分详细介绍了CD4017和NE555的工作原理。CD4017是一种十进制计数器，内部包含计数器和译码器，其14脚接受时钟脉冲，10个输出端轮流产生高电平。NE555定时器则通过改变电容两端电压产生不同频率的脉冲，其工作状态受控于3脚的电压变化。 在完成电路设计后，通过实际电路板验证了方案的可行性，成功实现了预期的功能。这个过程不仅让学生运用所学知识，还提升了他们的思维能力和创新能力。 总结来看，这份课程设计是一个综合性的实践项目，它涵盖了电路设计、组件理解、电路原理应用以及实际制作等多个方面，对于提高学生的专业技能和创新思维具有重要意义。通过这样的设计，学生可以深入理解和掌握电子电路的基本原理，并学会如何将其转化为实际产品，为未来的工程实践奠定坚实基础。