LED猜盘游戏.doc

Xx学院
《数字电子技术》课程设计
题目 LED猜盘游戏
学生姓名 xxx
专业班级 xxxxxxxxx
学号 xxxxxxxx
院(系) xxxxxxxx
指导教师 xxxxxxxx
完成时间 2013年11月29日
目录
1 课程设计的目的 1
2 课程设计的内容和要求 1
3 设计方案与论证 1
方案选择与论证 1
设计原理方框图 2
4 系统各模块工作原理 2
(555芯片构成) 2
CD4017时序分配电路模块 4
LED显示模块 6
5 单元电路设计 6
单稳态电路 6
多谐振荡电路 7
6 实验、调试及测试结果与分析 7
7 总结 8
参考文献 10
附录1:总体电路原理图 11
附录2:实物图 12
附录3:元器件清单 13
1 课程设计的目的
猜盘游戏的应用十分广泛。随着社会科学技术的迅速发展,特别是在现在这样一个3G时代,通过现代通讯设备参与大型的电视、网络抽奖活动已成为一个时尚。该设计基于模拟电路和数字逻辑电路知识,采用模块化的设计思想,使此猜盘游戏的设计简单、方便。该电路实现简单,工作稳定,可以使人们领会到抽奖类活动的公正公平性,亦能了解电子摇奖器等娱乐性幸运抽奖活动的原理,方便于自行设计,丰富了人们的闲暇生活。
2 课程设计的内容和要求
系统有10个LED组成轮盘,开始前,先猜测某个LED,然后按下按钮,LED高速旋转,速度逐渐减缓,最后停下,判断已猜中是否赢。
该系统的应用着重在于LED灯是高速旋转的,然后开关停止按键后逐渐停在某个闪亮的LED上,逐渐停止后的随机性,才能有效的保证游戏时的公平原则。在电路的设计中一定要强调LED灯停止的随机性,而且电路设计要合理,焊接工艺要调理清晰,这样即有利于调试时的检查,又得到了比较好的外观。
电路主要元器件:NE555芯片、CD4017芯片、发光二极管、电解电容、电阻、发光二极管等。
3 设计方案与论证
方案选择与论证
方案一:利用与非门和或非门的一个输入端受控,就可组成加减控制器、脉冲键控多谐振荡器、组成数字转盘游戏电路。当脉冲键控多谐振荡器产生多谐脉冲时4017进行计数,十个发光进行显示,成有规律的闪动。调节滑动变阻器或电容会调整循环的速度[1]。
方案二:利用两个555芯片和CD4017构成此次课程设计的三个基本框架,即单稳态触发器,多谐振荡器,计数器。继而组成数字转盘游戏电路。当脉冲键控多谐振荡器产生多谐振荡脉冲时4017进行计数,它的十个输出端依次产生高电平,当发光二级管正向接入高电平导通时会发亮,形成有规律的闪动。调节滑动变阻器或电容会调整发光二级管发光循环的速度。
与方案一相比较而言,方案二所用芯片比较多,电路的设计也比较麻烦,不易应用在现实生活中。然而我们此次课程设计目的是对所学知识的熟练运用和深刻理解,更深一层的设计课题会让我们得到更好的锻炼,当在生活中再次遇到复杂问题时,我们会有更清晰的条理和更多的信心,去解决它,克服它,而不是漫无目的的寻找失败的理由。为了使我们得到更好的锻炼,所以我们选择方案二。
设计原理方框图
多谐振荡器
单稳态触发器
合上开头产生脉冲产生方波


只有一个LED亮
断开开关
十进制计数器
LED高速旋转
图3-1 电路原理方框图
该电路主要利用两个555芯片和CD4017构成此次课程设计的三个基本框架即:单稳态触发器,多谐振荡器,计数器[2]。
4 系统各模块工作原理
时钟振荡脉冲发生电路模块(555芯片构成)
第一个555芯片构成单稳态振荡电路。可以作为一个计时电路。定时的时间由R5和C1决定,脉冲的宽度=;将555定时器的6号脚和7号脚接在一起,并添加一个电容和一个电阻,就可以构成单稳态触发器。电容接在电源与6号脚之间,电阻接在7号和地之间。这个单稳态触发器是负脉冲触发的,稳态时,这个单稳态触发器输出低电平;暂稳态时,这个触发器输出高电平
[3]。电路图如图4-1所示:
图4-1 555芯片原理图
第二个555芯片构成无稳态多谐振荡电路。可以作为一个方波产生器电路,它的4脚接上了第一个555芯片输出的高电平,(2脚)接在充、放电回路的电容C上,而不是受外部触发控制。电压后,由于C上端电压不能突变,故555处于置位状2/3态,输出端(3脚)呈高电平“1”,而内部的放电管VT1截止,C通过Ra、Rb对其充电,2脚电位随C上端电压的升高呈指数上升,如波形图4-2所示。
图4-2 波形图
当C上的电压随时间增加,阈值电平(6脚)时