电子幸运转盘设计.doc
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西安电子科技大学 《数字电子技术》课程设计 题 目 电子幸运转盘设计 学生姓名 专业班级 11级通信2班 学 号 2 院 (系) 信息工程学院 指导教师 完成时间 2013年11月28日 目 录 1 课程设计的目的……………………………………………………1 2 课程设计的任务与要求…………………………………………2 3 设计方案与论证……………………………………………………3 3.1方案设计…………………………………………………3 3.2方案论证…………………………………………………4 4 设计原理及功能说明 ……………………………………………5 5单元电路的设计……………………………………………………5 6 硬件的制作与调试……………………………………………………5 7 总结 …………………………………………………………………10 参考文献…………………………………………………………………15 附录1:总体电路原理图……………………………………………18 附录2:元器件清单…………………………………………………19 1课程设计的目的 2 课程设计的任务与要求 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 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 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输出端永远为高 单位,12端是进位端,用来接下一个十进计数器,变成双位计数器,本电路不用,故空 接。CD4017的内部结构图如图所示。 5.1.2 NE555工作原理 555定时器由3个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触 发器、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。虚线边沿标注的数字为管脚号。其中,1脚为 接地端;2脚为低电平触发端,由此输入低电平触发脉冲;6脚为高电平触发端,由此输 入高电平触发脉冲;4脚为复位端,输入负脉冲(或使其电压低于0.7V)可使555 定时器直接复位;5脚为电压控制端,在此端外加电压可以改变比较器的参考电压,不用 时,经0.01uF的电容接地,以防止引入干扰;7脚为放电端,555定时器输出低电平时, 放电晶体管TD导通,外接电容元件通过TD放电;3脚为输出端,输出高电压约低于电源电 压1V- 3V,输出电流可达200mA,因此可直接驱动继电器、发光二极管、指示灯等;8脚为电源 端,可在5V-18V范围内使用。NE555的内部电路如图所示。 5.2 CD4017与NE555在电路中的作用 在CD4017的14端接上一脉冲产生器便可成为电子幸运转盘。脉冲产生器是一个用计时 器集成电路555设计而成的无稳态多谐波振荡器,产生高低变化不停的方形脉冲波。当按 一下按钮式开关时,C1会及时充电至电源电压9V,此电压经晶体管(TR)缓冲放大器后 施加在IC2 555 无稳态多谐波振荡器的重置端上,令其开始震荡,在第三端输出方波脉冲。当按钮式开 关放开后,C1会经R1放电,其电压徐徐下降,IC3第4 端的电压
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