课程设计电子骰子

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电子技术课程设计

报告

设计题目:电子骰子

姓名: 徐兵

学院：信息工程学院

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专业: 通信工程

班级:通信0902

学号:

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2011年6月17日

目录

一、电子骰子设计目的及要求 (2)

二、电子骰子功能设计分析 (2)

三、电路设计基本原理及主要件 (2)

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1. 原理设计框图 (2)

2. 设计原理说明 (2)

3. 555定时器简介 (3)

4. 555定时器的组成和功能 (3)

5. NE555的特点 (4)

6. CD4017功能简述 (5)

7． CD4017引脚图 (5)

8. CD4017原理图 (6)

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四、总体设计仿真图、原理图及PCB板图 (9)

1. 电子骰子仿真图 (9)

1. 电子骰子原理图 (9)

2. 电子骰子PCB板图 (10)

五、总结与体会 (11)

1. 总结 (11)

2. 体会 (11)

六、参考文献 (11)

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一、电子骰子设计目的及要求

1.电子骰子每按下开关一次的显示结果会在1~6数字中随机产生，以代替普通骰子。

2.总体要求用开关控制显示对应的数字。

二、电子骰子功能设计分析

分析：（1）为了节约成本，我决定用发光二极管来替代数码管，亮灯的个数即为显示的数字，即是表示骰子的点数。

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（2）用一按键开关，按下之后发光二极管会随机的变亮。

三、电路设计基本原理及主要器件

1. 原理设计框图:

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设计原理框图

2. 设计原理说明:

该电子骰子电路由时钟发生电路和功能显示电路两部分组成。以集成电路NE555为核心器件构成自激多谐振荡器。当电源开关闭合时，电源通过电阻R1和R2向电容器C1充电。当C1刚充电时，由于555的②脚处于低电平，故输出端③脚呈高电平；当电源经R1、R2

向C1充电到2/3电源电压时，输出端③脚电平由高变低，555内部放电管导通，电容C1经R2向555的⑦脚放电，直至C1两端电压低于1／3电源电压时，555的③脚又由低电平变为高电平，C1又再次充电，如此循环工作，形成振荡。555的频率可以通过改变电阻R2

的阻止而改变，其时钟输出直接进入4017的14脚，CD4017对振荡计数, 三极管BC557导通，这样来驱动7个LED负载，使其随机点亮。由于通电时，对电容充电的时间和充电电流是随机的，所以最终显示结果也是随机的。

3. 555定时器简介

555定时器（又称时基电路）是一个模拟与数字混合型的集成电路。按其工艺分双极型和CMOS型两类，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成多谐振荡器。因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。

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4. 555定时器的组成和功能

下图是555定时器内部组成框图。

它主要由两个高精度电压比较器A1、A2，一个RS触发器，一个放电三极管和三个5KΩ电阻的分压器而构成。

它的各个引脚功能如下:

1脚:外接电源负端VSS或接地，一般情況下接地。

8腳：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是—16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3--18V。一般用5V。

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3脚：输出端Vo

2脚：低触发端

6脚：TH高触发端

4脚：是直接清零端。当端接低电平，则电路不工作，此时不论，TH 处于何电平，电路输出为0，该端不用时应接高电平。

5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只电容接地，以防干扰。7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用作定时器时电容的放电。

5. NE555的特点

1.只需简单的电阻器、电容器，即可完成特定的振荡延时作用。其延时范围极广，可由几微秒至几小时之久。

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2.它的操作电源范围极大，可与TTL，CMOS等逻辑闸配合，也就是它的输出准位及输入触发准位，均能与这些逻辑系列的高、低态组合。

3.其输出端的供给电流大，可直接推动多种自动控制的负载。

4.它的计时精确度高、温度稳定度佳，且价格便宜。

6. CD4017功能简述：

7. CD4017引脚图

CD4017采用标准的双列直插式脚塑封，它的引脚如下所示：

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8. CD40171原理图

内部逻辑电原理图如下图所示:

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它是由十进制计数器电路和时序译码电路两部分组成。其中的D 触发器Fl～F5构成了十进制约翰逊计数器，门电路5～14构成了时序译码电路。约翰逊汁数器的结构比较简单。它实质上是一种串行移位寄存器。除了第3个触发器是通过门电路15、16构成的组合逻辑电路作用于F3的D3端以外，其余各级均是将前一级触发器的输出端连接到后一级触发器的输入端D的，计数器最后一级的Q5端连接到第一级的D1端。这种计数器具有编码可靠，工作速度快、译码简单，只需由二输入瑞的与门即可译码，且译码输出无过渡脉冲干扰等特点。通常只有译码选中的那个输出端为高电平，其余输出端均为低电平。

约翰逊计数器状态如下表所示。

十进制Q1Q2Q3Q4Q5

000000

110000

211000

311100

411110

511111

601111

700111

800011

900001

当加上清零脉冲后，Q1～Q5均“0”，由于Q1的数据输入端D1是Q5输出的反码，因此，输入第一个时钟脉冲后，Q1即为“l”，这时Q2～Q5均依次进行移位输出，Q1的输出移至Q2，Q2的输出移