電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)--幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤

1、<p>　　《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào)告》</p><p><b>　　幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤</b></p><p><b>　　學(xué) 院：</b></p><p><b>　　姓 名： </b></p><p><b>　　班 級(jí)：</b>&

2、lt;/p><p><b>　　學(xué) 號(hào)：</b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤在我們?nèi)粘Ｉ钪邪缪葜种匾慕巧?，在各種娛樂場(chǎng)合，以及商場(chǎng)購(gòu)物中心，游樂場(chǎng)等地方，都有幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤的身

3、影。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在許多軟件也有幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤的功能。由于幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤應(yīng)用十分廣泛，所以這次課程設(shè)計(jì)選擇利用集成芯片制作一個(gè)幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤，并利用Multisim軟件對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真。</p><p>　　幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤電路由555組成的多諧振蕩器和CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器／脈沖分配器組成。10顆發(fā)光二極管模擬幸運(yùn)物，當(dāng)按下啟動(dòng)鍵1秒以上，發(fā)光二極管高速循環(huán)點(diǎn)亮，幾秒鐘后旋轉(zhuǎn)速度越來越慢并最終隨機(jī)停止于某顆燈上?？梢詫?/p>

4、每顆燈旁邊標(biāo)上幸運(yùn)物品作為搖獎(jiǎng)器。電解電容C1的數(shù)值決定延遲時(shí)間，電解電容C2數(shù)值決定循環(huán)速度。電源供電電壓為直流5V，也可以采用3節(jié)1.5V電池供電。</p><p>　　關(guān)鍵詞：幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤 Multisim 仿真 555 CD4017 集成芯片 循環(huán)點(diǎn)亮</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b&

5、gt;　　摘要：2</b></p><p><b>　　目錄3</b></p><p><b>　　一、課題：4</b></p><p>　　二、電路說明及其目的：5</p><p><b>　　三、實(shí)驗(yàn)原理5</b></p><p&g

6、t;<b>　　1、 系統(tǒng)框圖5</b></p><p>　　2、 芯片的選擇及其工作原理5</p><p>　　3、 電路的工作原理8</p><p>　　四、 Multisim9</p><p>　　五、 實(shí)驗(yàn)感悟10</p><p>　　六、參考文獻(xiàn) 12</p>

7、<p><b>　　一、課題：</b></p><p><b>　　幸運(yùn)流水燈（套件）</b></p><p>　　二、電路說明及其目的：</p><p><b>　　目的：</b></p><p>　　提高動(dòng)手能力，增加個(gè)人知識(shí)，鞏固和運(yùn)用在《數(shù)字電子技術(shù)》一書中所

8、學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能，掌握模擬電子系統(tǒng)的一般設(shè)計(jì)方法，提高設(shè)計(jì)能力和實(shí)際動(dòng)手能力，為以后從事電子產(chǎn)品打下良好的基礎(chǔ)。</p><p><b>　　三、實(shí)驗(yàn)原理</b></p><p><b>　　系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　芯片的選擇及其工作原理</p><p>　?。?）555 為8腳

9、時(shí)基集成電路，大約在1971年由Corporation發(fā)布，在當(dāng)時(shí)是唯一非?？焖偾疑虡I(yè)化的Timer IC，在往后的30年中非常普遍被使用，且延伸出許多的應(yīng)用電路，后來基于CMOS技術(shù)版本的Timer IC如MOTOROLA的MC1455已被大量的使用，但原規(guī)格的NE555依然正常的在市場(chǎng)上供應(yīng)，盡管新版IC在功能上有部份的改善，但其腳位勁能并沒變化，所以到目前都可直接的代用</p><p>　　Pin 1 (接

10、地) -地線(或共同接地) ，通常被連接到電路共同接地。 </p><p>　　Pin 2 (觸發(fā)點(diǎn)) -這個(gè)腳位是觸發(fā)NE555使其啟動(dòng)它的時(shí)間周期。觸發(fā)信號(hào)上緣電壓須大于2/3 VCC，下緣須低于1/3 VCC 。 </p><p>　　Pin 3 (輸出) -當(dāng)時(shí)間周期開始555的輸出輸出腳位，移至比電源電壓少1.7伏的高電位。周期的結(jié)束輸出回到O伏左右的低電位。于高電位時(shí)的最大輸出

11、電流大約200 mA 。 </p><p>　　Pin 4 (重置) -一個(gè)低邏輯電位送至這個(gè)腳位時(shí)會(huì)重置定時(shí)器和使輸出回到一個(gè)低電位。它通常被接到正電源或忽略不用。 </p><p>　　Pin 5 (控制) -這個(gè)接腳準(zhǔn)許由外部電壓改變觸發(fā)和閘限電壓。當(dāng)計(jì)時(shí)器經(jīng)營(yíng)在穩(wěn)定或振蕩的運(yùn)作方式下,這輸入能用來改變或調(diào)整輸出頻率。 </p><p>　　Pin 6 (重置

12、鎖定) - Pin 6重置鎖定并使輸出呈低態(tài)。當(dāng)這個(gè)接腳的電壓從1/3 VCC電壓以下移至2/3 VCC以上時(shí)啟動(dòng)這個(gè)動(dòng)作。 </p><p>　　Pin 7 (放電) -這個(gè)接腳和主要的輸出接腳有相同的電流輸出能力，當(dāng)輸出為ON時(shí)為L(zhǎng)OW，對(duì)地為低阻抗，當(dāng)輸出為OFF時(shí)為HIGH，對(duì)地為高阻抗。 </p><p>　　Pin 8 (V +) -這是555個(gè)計(jì)時(shí)器IC的正電源電壓端。供應(yīng)電

13、壓的范圍是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。</p><p>　　555的內(nèi)部圖及各引腳</p><p>　　（2）4017計(jì)數(shù)器是用來累計(jì)和寄存輸入脈沖個(gè)數(shù)的時(shí)序邏輯部件。在此試驗(yàn)設(shè)計(jì)電路中我們采用了十進(jìn)制計(jì)數(shù)／分頻器CD4017，它是一種用途非常廣泛的電路。其內(nèi)部由計(jì)數(shù)器及譯碼器兩部分組成，由譯碼輸出實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖信號(hào)的分配，整個(gè)輸出時(shí)序就是O0、O1、O2、…、O9依次出現(xiàn)與

14、時(shí)鐘同步的高電平，寬度等于時(shí)鐘周期。 </p><p>　　CD4017是一塊十進(jìn)制計(jì)數(shù)\分頻器。當(dāng)復(fù)位端為‘1’時(shí)，計(jì)數(shù)器清零。在clock unable端為‘0’狀態(tài)下，計(jì)數(shù)器在信號(hào)的正上升沿觸發(fā)。 </p><p>　　CO：進(jìn)位脈沖輸淵 </p><p><b>　　CP：時(shí)鐘輸入端 </b></p><p>&

15、lt;b>　　CR：清除端 </b></p><p><b>　　INH：禁止端 </b></p><p>　　Q0-Q9 ：計(jì)數(shù)脈沖輸出端 </p><p><b>　　VDD：正電源 </b></p><p><b>　　VSS：地 </b></p

16、><p>　　CD4017有3個(gè)輸入（MR、 和~ ），MR為清零端，當(dāng)在MR端上加高電平或正脈沖時(shí)其輸出O0為高電平，其余輸出端（O1～O9）均為低電平。 和～ 是2個(gè)時(shí)鐘輸入端，若要用上升沿來計(jì)數(shù)，則信號(hào)由 端輸入；若要用下降沿來計(jì)數(shù)，則信號(hào)由 端輸入。設(shè)置2個(gè)時(shí)鐘輸入端，級(jí)聯(lián)時(shí)比較方便，可驅(qū)動(dòng)更多二極管發(fā)光。 CD4017有10個(gè)輸出端（ ～ O9）和1個(gè)進(jìn)位輸出端 每輸入10個(gè)計(jì)數(shù)脈沖， 就可得到1個(gè)進(jìn)位正脈

17、沖，該進(jìn)位輸出信號(hào)可作為下一級(jí)的時(shí)鐘信號(hào)。 </p><p>　　由此可見，當(dāng)CD4017有連續(xù)脈沖輸入時(shí)，其對(duì)應(yīng)的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài)，故可直接用作順序脈沖發(fā)生器。</p><p>　　4017的內(nèi)部電路圖</p><p><b>　　4017的引腳圖</b></p><p><b>　　電路的工作原理&

18、lt;/b></p><p>　　流水燈主題是NE55和CD4017的連接裝置，從電路圖到實(shí)際電路的轉(zhuǎn)換，需要注意元器件的串并聯(lián)。</p><p>　　4017是一個(gè)十進(jìn)計(jì)數(shù)器集成電路，16腳及8腳分別為正及負(fù)電源接腳，可在3-18 V下工作。14腳是時(shí)鐘脈沖輸入端，每當(dāng)輸入由低電位(約0V)轉(zhuǎn)高電位(近正電源電壓)時(shí)令輸出腳(共十腳)依次序輪流輸出高電位。13腳是輸入時(shí)鐘脈沖控制端

19、，一般接低電位，若接高電位會(huì)令14腳暫停作用。15腳是置零腳，一般接零電位，若接高電位則使輸出置零，即Q0輸出腳”3”永遠(yuǎn)為高電位，失去計(jì)數(shù)作用。12腳是進(jìn)位腳，用來接下一個(gè)十進(jìn)計(jì)數(shù)器用，變成雙位計(jì)數(shù)器，現(xiàn)在的電路不用，故空接。在4017的14腳接上一脈沖產(chǎn)生器便可成為循環(huán)流水燈。</p><p>　　脈沖產(chǎn)生器是一個(gè)用定時(shí)器集成電路555設(shè)計(jì)而成的無穩(wěn)態(tài)多諧波(方波)振蕩器，產(chǎn)生高低變化不停的方型脈沖波。當(dāng)按一

20、下按鈕式開關(guān)(時(shí)，C1會(huì)實(shí)時(shí)充電至電源電壓9V，此電壓經(jīng)晶體管(TR)緩沖放大器后施加在IC555無穩(wěn)態(tài)多諧波(方波)振蕩器的重置腳即4腳上，令其開始振蕩，在第3腳輸出方波脈沖。當(dāng)按鈕式開關(guān)放開后，C1會(huì)經(jīng)R1放電，其電壓徐徐下降，IC2第4腳的電壓也跟隨下降。在一定的時(shí)間后(由C1乘R1的時(shí)間常數(shù)決定，一般約十秒內(nèi))，IC2第4腳的電壓變得很低，令振蕩停止，第3腳 停止輸出方波脈沖。IC2 555在起動(dòng)時(shí)，第3腳輸出約等于電源電壓的高

21、位電壓，經(jīng)R3向C3充電，當(dāng)C3電壓升至 2/3電源電壓時(shí)，經(jīng)第六 腳觸發(fā)內(nèi)部的電壓比較器，令第3腳 變?yōu)榻咏愕牡碗娢?。之后C3經(jīng)R3 放電，當(dāng)C3電壓下降至1/3電源電壓 時(shí)，經(jīng)第二腳觸發(fā)內(nèi)部另一個(gè)電壓比較器，使第3腳變回高輸出電位，再次重復(fù)向C3充電。結(jié)果C3不停經(jīng)R3充電和放電，555第3腳不停輸出方型脈沖波。R3及C3數(shù)值越大，頻率越低。R3及C3數(shù)值越小，頻率越高。NE555時(shí)基電路組成振蕩電路，電源VCC通過電阻R1向電容

22、C1充電</p><p><b>　　Multisim</b></p><p>　　打開軟件，然后按照所給的元器件，找到相對(duì)應(yīng)的原件后，并連接。</p><p>　　Multisim的截圖如下：</p><p>　　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在按下開關(guān)后，10盞燈以此快速循環(huán)點(diǎn)亮，最后速度越來越慢，隨機(jī)停止在某一個(gè)燈處。</p&g

23、t;<p><b>　　實(shí)物圖</b></p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)感悟</b></p><p>　　這算是第二次做課程設(shè)計(jì)了，原本以為會(huì)比較輕松的任務(wù)卻讓我覺得有點(diǎn)措手不及。雖然困難重重，但是在遇到的各種問題中，我學(xué)會(huì)的耐心，也學(xué)會(huì)了堅(jiān)持，也學(xué)會(huì)了以前掌握不太牢固的數(shù)電和模電知識(shí)收獲頗豐。</p><p&g

24、t;　　原本我是想做一個(gè)魔幻燈，可以隨著音樂跳動(dòng)的流水燈，原本以為很簡(jiǎn)單，所以制作時(shí)，并沒多放在心上，一些粗心大意使我不得不接受現(xiàn)實(shí)，焊板的好幾個(gè)點(diǎn)都被我焊壞了，即便我最后很努力的搶修也無濟(jì)于事，不由的我的心也緊張了起來。我只好換課題，做了一個(gè)與之稍微相似，卻簡(jiǎn)單點(diǎn)的幸運(yùn)大轉(zhuǎn)盤，并為之做了相應(yīng)的Multisim仿真。不過在后來的實(shí)驗(yàn)過程中，還是遇到了很多意想不到的問題。</p><p>　　這次的電路板焊接并沒出

25、現(xiàn)什么問題，只是后來的仿真卻又再次的讓人措手不及。我照著所給的電路圖連線，結(jié)果不能得到所預(yù)期的效果，然后找身邊的人各種咨詢后才知道，有一個(gè)電容應(yīng)該調(diào)試，在攻破了這個(gè)難關(guān)后，我的Multisim成功的運(yùn)行了。這讓我也頗有成就感。</p><p>　　細(xì)節(jié)決定成敗。以前感觸不深，沒有注意太多的細(xì)節(jié)，總是抱著差不多就行或者放縱自己的心態(tài)來面對(duì)學(xué)習(xí)和生活中的問題。但是我現(xiàn)在明白了，這是不對(duì)的。對(duì)于科學(xué)我們就應(yīng)該保持嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)

26、度。做事不能輕言放棄，雖然過程不順利，但是只要我們能堅(jiān)持，朝自己既定的目標(biāo)前進(jìn)，就一定會(huì)走到終點(diǎn)。一點(diǎn)小小的挫折實(shí)際上是在為美景做鋪墊，當(dāng)我們守得云開見月明的時(shí)候，就會(huì)發(fā)現(xiàn)沿途的曲折實(shí)際上是在考驗(yàn)我們對(duì)目標(biāo)是否堅(jiān)定。堅(jiān)持下來，我們會(huì)收獲豐碩的果實(shí)。</p><p>　　電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)，不僅讓我的知識(shí)掌握的 更牢固，還讓我意識(shí)到了我們所學(xué)的知識(shí)可以跟現(xiàn)實(shí)生活緊密的聯(lián)系起來。這讓我對(duì)自己有了更多的信心，因?yàn)槲覀冊(cè)诖髮W(xué)里

27、面不是混日子，而是在學(xué)習(xí)真正對(duì)我們生活有幫助的知識(shí)能力。我會(huì)更加珍惜現(xiàn)在這么好的學(xué)習(xí)環(huán)境，努力學(xué)習(xí)知識(shí)，讓自己在激烈的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)中立足，也把自己學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到生活實(shí)際來回報(bào)社會(huì)。</p><p><b>　　六、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李學(xué)龍. 使用單片機(jī)控制的智能遙控電風(fēng)扇控制器[J]. 電子電路制作, 2003,9:13~15.</p&

28、gt;<p>　　[2] 藍(lán)厚榮. 單片機(jī)的PWM控制技術(shù)[J]. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī), 2010,23(3):97~98</p><p>　　[3] 郭天祥. 新概念51單片機(jī)C語言教程[M]. 北京：電子工業(yè)出版社.2009.342~344</p><p>　　[4] 胡漢才. 單片機(jī)原理及其接口技術(shù)（第2版）[M]. 北京：清華大學(xué)出版社.2004.49~77.</p