電子技術課程設計--幸運大轉盤

1、<p>　　《電子技術課程設計報告》</p><p><b>　　幸運大轉盤</b></p><p><b>　　學 院：</b></p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　班 級：</b>&

2、lt;/p><p><b>　　學 號：</b></p><p><b>　　指導老師： </b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　幸運大轉盤在我們日常生活中扮演著十分重要的角色，在各種娛樂場合，以及商場購物中心，游樂場等地方，都有幸運大轉盤的身

3、影。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在許多軟件也有幸運大轉盤的功能。由于幸運大轉盤應用十分廣泛，所以這次課程設計選擇利用集成芯片制作一個幸運大轉盤，并利用Multisim軟件對電路進行設計和仿真。</p><p>　　幸運大轉盤電路由555組成的多諧振蕩器和CD4017十進制計數(shù)器／脈沖分配器組成。10顆發(fā)光二極管模擬幸運物，當按下啟動鍵1秒以上，發(fā)光二極管高速循環(huán)點亮，幾秒鐘后旋轉速度越來越慢并最終隨機停止于某顆燈上?？梢詫?/p>

4、每顆燈旁邊標上幸運物品作為搖獎器。電解電容C1的數(shù)值決定延遲時間，電解電容C2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。</p><p>　　關鍵詞：幸運大轉盤 Multisim 仿真 555 CD4017 集成芯片 循環(huán)點亮</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b&

5、gt;　　摘要：2</b></p><p><b>　　目錄3</b></p><p><b>　　一、課題：4</b></p><p>　　二、電路說明及其目的：5</p><p><b>　　三、實驗原理5</b></p><p&g

6、t;<b>　　1、 系統(tǒng)框圖5</b></p><p>　　2、 芯片的選擇及其工作原理5</p><p>　　3、 電路的工作原理8</p><p>　　四、 Multisim9</p><p>　　五、 實驗感悟10</p><p>　　六、參考文獻 12</p>

7、<p><b>　　一、課題：</b></p><p><b>　　幸運流水燈（套件）</b></p><p>　　二、電路說明及其目的：</p><p><b>　　目的：</b></p><p>　　提高動手能力，增加個人知識，鞏固和運用在《數(shù)字電子技術》一書中所

8、學的理論知識和實驗技能，掌握模擬電子系統(tǒng)的一般設計方法，提高設計能力和實際動手能力，為以后從事電子產(chǎn)品打下良好的基礎。</p><p><b>　　三、實驗原理</b></p><p><b>　　系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　芯片的選擇及其工作原理</p><p>　?。?）555 為8腳

9、時基集成電路，大約在1971年由Corporation發(fā)布，在當時是唯一非?？焖偾疑虡I(yè)化的Timer IC，在往后的30年中非常普遍被使用，且延伸出許多的應用電路，后來基于CMOS技術版本的Timer IC如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用，但原規(guī)格的NE555依然正常的在市場上供應，盡管新版IC在功能上有部份的改善，但其腳位勁能并沒變化，所以到目前都可直接的代用</p><p>　　Pin 1 (接

10、地) -地線(或共同接地) ，通常被連接到電路共同接地。 </p><p>　　Pin 2 (觸發(fā)點) -這個腳位是觸發(fā)NE555使其啟動它的時間周期。觸發(fā)信號上緣電壓須大于2/3 VCC，下緣須低于1/3 VCC 。 </p><p>　　Pin 3 (輸出) -當時間周期開始555的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結束輸出回到O伏左右的低電位。于高電位時的最大輸出

11、電流大約200 mA 。 </p><p>　　Pin 4 (重置) -一個低邏輯電位送至這個腳位時會重置定時器和使輸出回到一個低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。 </p><p>　　Pin 5 (控制) -這個接腳準許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當計時器經(jīng)營在穩(wěn)定或振蕩的運作方式下,這輸入能用來改變或調整輸出頻率。 </p><p>　　Pin 6 (重置

12、鎖定) - Pin 6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當這個接腳的電壓從1/3 VCC電壓以下移至2/3 VCC以上時啟動這個動作。 </p><p>　　Pin 7 (放電) -這個接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當輸出為ON時為LOW，對地為低阻抗，當輸出為OFF時為HIGH，對地為高阻抗。 </p><p>　　Pin 8 (V +) -這是555個計時器IC的正電源電壓端。供應電

13、壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。</p><p>　　555的內部圖及各引腳</p><p>　?。?）4017計數(shù)器是用來累計和寄存輸入脈沖個數(shù)的時序邏輯部件。在此試驗設計電路中我們采用了十進制計數(shù)／分頻器CD4017，它是一種用途非常廣泛的電路。其內部由計數(shù)器及譯碼器兩部分組成，由譯碼輸出實現(xiàn)對脈沖信號的分配，整個輸出時序就是O0、O1、O2、…、O9依次出現(xiàn)與

14、時鐘同步的高電平，寬度等于時鐘周期。 </p><p>　　CD4017是一塊十進制計數(shù)\分頻器。當復位端為‘1’時，計數(shù)器清零。在clock unable端為‘0’狀態(tài)下，計數(shù)器在信號的正上升沿觸發(fā)。 </p><p>　　CO：進位脈沖輸淵 </p><p><b>　　CP：時鐘輸入端 </b></p><p>&

15、lt;b>　　CR：清除端 </b></p><p><b>　　INH：禁止端 </b></p><p>　　Q0-Q9 ：計數(shù)脈沖輸出端 </p><p><b>　　VDD：正電源 </b></p><p><b>　　VSS：地 </b></p

16、><p>　　CD4017有3個輸入（MR、 和~ ），MR為清零端，當在MR端上加高電平或正脈沖時其輸出O0為高電平，其余輸出端（O1～O9）均為低電平。 和～ 是2個時鐘輸入端，若要用上升沿來計數(shù)，則信號由 端輸入；若要用下降沿來計數(shù)，則信號由 端輸入。設置2個時鐘輸入端，級聯(lián)時比較方便，可驅動更多二極管發(fā)光。 CD4017有10個輸出端（ ～ O9）和1個進位輸出端 每輸入10個計數(shù)脈沖， 就可得到1個進位正脈

17、沖，該進位輸出信號可作為下一級的時鐘信號。 </p><p>　　由此可見，當CD4017有連續(xù)脈沖輸入時，其對應的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，故可直接用作順序脈沖發(fā)生器。</p><p>　　4017的內部電路圖</p><p><b>　　4017的引腳圖</b></p><p><b>　　電路的工作原理&

18、lt;/b></p><p>　　流水燈主題是NE55和CD4017的連接裝置，從電路圖到實際電路的轉換，需要注意元器件的串并聯(lián)。</p><p>　　4017是一個十進計數(shù)器集成電路，16腳及8腳分別為正及負電源接腳，可在3-18 V下工作。14腳是時鐘脈沖輸入端，每當輸入由低電位(約0V)轉高電位(近正電源電壓)時令輸出腳(共十腳)依次序輪流輸出高電位。13腳是輸入時鐘脈沖控制端

19、，一般接低電位，若接高電位會令14腳暫停作用。15腳是置零腳，一般接零電位，若接高電位則使輸出置零，即Q0輸出腳”3”永遠為高電位，失去計數(shù)作用。12腳是進位腳，用來接下一個十進計數(shù)器用，變成雙位計數(shù)器，現(xiàn)在的電路不用，故空接。在4017的14腳接上一脈沖產(chǎn)生器便可成為循環(huán)流水燈。</p><p>　　脈沖產(chǎn)生器是一個用定時器集成電路555設計而成的無穩(wěn)態(tài)多諧波(方波)振蕩器，產(chǎn)生高低變化不停的方型脈沖波。當按一

20、下按鈕式開關(時，C1會實時充電至電源電壓9V，此電壓經(jīng)晶體管(TR)緩沖放大器后施加在IC555無穩(wěn)態(tài)多諧波(方波)振蕩器的重置腳即4腳上，令其開始振蕩，在第3腳輸出方波脈沖。當按鈕式開關放開后，C1會經(jīng)R1放電，其電壓徐徐下降，IC2第4腳的電壓也跟隨下降。在一定的時間后(由C1乘R1的時間常數(shù)決定，一般約十秒內)，IC2第4腳的電壓變得很低，令振蕩停止，第3腳 停止輸出方波脈沖。IC2 555在起動時，第3腳輸出約等于電源電壓的高

21、位電壓，經(jīng)R3向C3充電，當C3電壓升至 2/3電源電壓時，經(jīng)第六 腳觸發(fā)內部的電壓比較器，令第3腳 變?yōu)榻咏愕牡碗娢?。之后C3經(jīng)R3 放電，當C3電壓下降至1/3電源電壓 時，經(jīng)第二腳觸發(fā)內部另一個電壓比較器，使第3腳變回高輸出電位，再次重復向C3充電。結果C3不停經(jīng)R3充電和放電，555第3腳不停輸出方型脈沖波。R3及C3數(shù)值越大，頻率越低。R3及C3數(shù)值越小，頻率越高。NE555時基電路組成振蕩電路，電源VCC通過電阻R1向電容

22、C1充電</p><p><b>　　Multisim</b></p><p>　　打開軟件，然后按照所給的元器件，找到相對應的原件后，并連接。</p><p>　　Multisim的截圖如下：</p><p>　　實驗現(xiàn)象：在按下開關后，10盞燈以此快速循環(huán)點亮，最后速度越來越慢，隨機停止在某一個燈處。</p&g

23、t;<p><b>　　實物圖</b></p><p><b>　　實驗感悟</b></p><p>　　這算是第二次做課程設計了，原本以為會比較輕松的任務卻讓我覺得有點措手不及。雖然困難重重，但是在遇到的各種問題中，我學會的耐心，也學會了堅持，也學會了以前掌握不太牢固的數(shù)電和模電知識收獲頗豐。</p><p&g

24、t;　　原本我是想做一個魔幻燈，可以隨著音樂跳動的流水燈，原本以為很簡單，所以制作時，并沒多放在心上，一些粗心大意使我不得不接受現(xiàn)實，焊板的好幾個點都被我焊壞了，即便我最后很努力的搶修也無濟于事，不由的我的心也緊張了起來。我只好換課題，做了一個與之稍微相似，卻簡單點的幸運大轉盤，并為之做了相應的Multisim仿真。不過在后來的實驗過程中，還是遇到了很多意想不到的問題。</p><p>　　這次的電路板焊接并沒出

25、現(xiàn)什么問題，只是后來的仿真卻又再次的讓人措手不及。我照著所給的電路圖連線，結果不能得到所預期的效果，然后找身邊的人各種咨詢后才知道，有一個電容應該調試，在攻破了這個難關后，我的Multisim成功的運行了。這讓我也頗有成就感。</p><p>　　細節(jié)決定成敗。以前感觸不深，沒有注意太多的細節(jié)，總是抱著差不多就行或者放縱自己的心態(tài)來面對學習和生活中的問題。但是我現(xiàn)在明白了，這是不對的。對于科學我們就應該保持嚴謹態(tài)

26、度。做事不能輕言放棄，雖然過程不順利，但是只要我們能堅持，朝自己既定的目標前進，就一定會走到終點。一點小小的挫折實際上是在為美景做鋪墊，當我們守得云開見月明的時候，就會發(fā)現(xiàn)沿途的曲折實際上是在考驗我們對目標是否堅定。堅持下來，我們會收獲豐碩的果實。</p><p>　　電子創(chuàng)新設計，不僅讓我的知識掌握的 更牢固，還讓我意識到了我們所學的知識可以跟現(xiàn)實生活緊密的聯(lián)系起來。這讓我對自己有了更多的信心，因為我們在大學里

27、面不是混日子，而是在學習真正對我們生活有幫助的知識能力。我會更加珍惜現(xiàn)在這么好的學習環(huán)境，努力學習知識，讓自己在激烈的社會競爭中立足，也把自己學到的知識運用到生活實際來回報社會。</p><p><b>　　六、參考文獻</b></p><p>　　[1] 李學龍. 使用單片機控制的智能遙控電風扇控制器[J]. 電子電路制作, 2003,9:13~15.</p&

28、gt;<p>　　[2] 藍厚榮. 單片機的PWM控制技術[J]. 工業(yè)控制計算機, 2010,23(3):97~98</p><p>　　[3] 郭天祥. 新概念51單片機C語言教程[M]. 北京：電子工業(yè)出版社.2009.342~344</p><p>　　[4] 胡漢才. 單片機原理及其接口技術（第2版）[M]. 北京：清華大學出版社.2004.49~77.</p