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

一设计思路与方案.............................................. 4..

（一）.......................................... 、设计思路4.

（二）.......................................... 、设计方案4.

二、设计的基本原理 .......................................... 5.

（一）.................................................. 、

电路的设计原理 (5)

（二）.................................................. 、

CD4017与NE555的原理及其在电路中的作用 (5)

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)

（二八电子元器件清单................................... 7.

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. (9)

（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。

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。

（二八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。

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图2.2.1CD4017的内部结构图

555定时器由3个阻值为5k Q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。

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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 S0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。