单片机 电子幸运转盘游戏机

《数字电子技术》课程设计

题目

学生姓名

专业班级

学号

院（系）

指导教师

完成时间

目录

1设计目的 (1)

2设计任务与要求 (1)

3 设计方案与论证 (1)

3.1设计方案 (1)

3.2 设计论证 (2)

4设计原理及功能说明 (2)

4.1设计原理 (2)

4.2功能说明 (2)

5单元电路的设计 (5)

6硬件的制作与调试 (7)

7总结与体会 (8)

参考文献 (9)

附录1：总体电路原理图 (10)

附录2：制作实物图 (12)

附录3：元器件清单 (14)

1设计目的

本次设计主要锻炼我们的动手能力和思考能力的目的，把所学知识与实际相结合。学生通过理论设计和实际制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《数字电子技术》一书中所学的理论知识和实验技能，掌握模拟电子系统的一般设计方法，提高设计能力和实际动手能力，为以后从事电子产品打下良好的基础。提高学生的就业竞争力，激发我校大学生事实就是刻苦钻研，发扬团队合作精神，培养我们的创新思维和动手实践能力。加强我们对专业前沿技术的学习和能力的培养。例如：焊接技术，自我解决问题的能力。同时在设计以及实践的过程中不仅可以充分运用所学知识于实际中，还可锻炼我们的思维能力和知识拓展能完成力，调动以后学习电子信息技术的积极性。

2设计任务与要求

1.1使用逻辑门电路、集成芯片及555定时器等器件设计完成电子幸运转盘的设计；

2.2按动开关后，转盘LED循环显示，速度逐渐减慢，最后随机挺到某一个LED灯上。

3 设计方案与论证

3.1设计方案

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。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。

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CI4017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。

3.2设计论证

若当按下开关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停于某颗灯上。重复试验，停留的位置随机。则设计成功,否则,设计失败。

4设计原理及功能说明

4.1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

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4.2.1所示。

图4.2-1 CD4017的引脚图

图4.2-2CD4017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4.2-3 NE555引脚图

图4.2-4 NE555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。

5单元电路的设计

电源装置：一般情况下，我们使用的电源信号都是交流电源即220V,50HZ。而我们所设计的幸运大转盘所采用的5V直流电源信号，由