电子幸运转盘的制作

数电课程设计报告

名称：基于CD4017电子电子幸运转盘的制作学院：物理电气信息学院

专业：

姓名：

学号：

指导教师：

2015.12.22

目录

一设计思路与方案 (2)

（一）、设计思路 (2)

（二）、设计方案 (2)

二、设计的基本原理

3

（一）、电路的设计原理 (3)

（二）、CD4017与NE555的原理及其在电路中的作用 (3)

三、电子幸运转盘电路原理图及其所需元器件清单 (5)

（一）、电子幸运转盘的电路原理图 (5)

（二）、电子元器件清单 (5)

四、PCB与制作完毕后的图及其相关的工作参数

6

（一）、电子幸运转盘的PCB板图 (6)

（二）、电子幸运转盘制作完毕后的效果图 (7)

（三）相关工作参数的测量结果 (7)

五、电子幸运转盘的功能及玩法 (7)

六，总结8

电子幸运转盘的制作

一设计思路与方案

（一）、设计思路

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。

（二）、设计方案

本电路由555组成的多谐振荡器和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下图1.2.1所示。

二、 设计的基本原理

（一）、电路的设计原理

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。

（二）、CD4017与NE555的原理及其在电路中的作用

4017是一个十进计数器集成电路，是十进制计数／分频器，它的内部由计数器及译码器两部分组成。16脚以及8脚分别为正及负电源接脚，可在3-18Vxxx 下工作。14是始终脉冲输入端，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端是输入时钟脉冲控制端，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，既

Q0输出端3永远为高单位，12端是进位端，用来接下一个十进计数器用，变成双为计数器，现在的电路不用，故空接。CD4017的内部结构图如下图2.2.1所示。

图2.2.1CD4017的内部结构图

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2.2.2所示。

图2.2.2NE555电路的内部结构

在4017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，产生高低变化不停得方形脉冲波。当按一下按钮式开关（PB SW）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端的电压变得很低，令震荡停止，第三端停止输出方波脉冲。

三、电子幸运转盘电路原理图及其所需元器件清单（一）、电子幸运转盘的电路原理图

图3.1.1电子幸运转盘电路图（二）、电子元器件清单

序号

名

称

规格/

型号

编

号

序

号

名

称

规格/型

号

编

号

0 1

电

阻

1.2K R2

R3

8

轻

触开关

6*6*13S1

0 2

电

阻

470K R1

R3

9

IC

座

8PIN U1

0 3

电

容

103C31

IC

座

16PIN U2

0 4

电

容

47uF C21

1

集

成电路

NE555U1

0 5

电

容

100uF C11

2

集

成电路

CD4017U2

0 6

L

ED

F5红

发红

D1

—D10

1

3

PC

B板

FR-458*5

8mm

1

0 7

三

极管

9014Q1