數(shù)電課設(shè)LED猜盤

游戲分析方案

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課程設(shè)計(jì)說明書

課程設(shè)計(jì)名稱：脈沖數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)題目：LED猜盤游戲

學(xué)院名稱：信息工程學(xué)院

專業(yè)：電子信息工程班級(jí):

學(xué)號(hào)：姓名：

評(píng)分：教師：

2011月27日

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脈沖數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)任務(wù)書

一第二學(xué)期第周一旦周

題目LED猜盤游戲

內(nèi)容及要求

系統(tǒng)有10個(gè)LED組成輪盤，開始前，先猜測(cè)某個(gè)LED,然后

按下按鈕，LED高速旋轉(zhuǎn)，然后速度逐漸變慢，最后停下，若最后

停在所猜測(cè)的LED燈上，則為贏。

進(jìn)度安排

1)10月8至9日確定工程、方案，并設(shè)計(jì)出原理圖

2)10月10日進(jìn)行仿真調(diào)試，并將工作原理圖交由老師審批

3)10月11日領(lǐng)取元器件并開始焊接

4)10月14至15日進(jìn)行調(diào)試

5)10月17日上交作品

學(xué)生姓名：

指導(dǎo)時(shí)間10月11至15日指導(dǎo)地點(diǎn)：

任務(wù)下達(dá)2012年10月8日任務(wù)完成2012年10月17日

考核方式1.評(píng)閱□2.答辯□3.實(shí)際操作口4.其它口

指導(dǎo)教師系〈部)主任

注：1、此表一組一表二份，課程設(shè)計(jì)小組組長(zhǎng)一份；任課教師授

課時(shí)自帶一份備查。

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2、課程設(shè)計(jì)結(jié)束后與“課程設(shè)計(jì)小結(jié)”、“學(xué)生成績(jī)單”一

并交院教務(wù)存檔。

摘要

轉(zhuǎn)盤游戲是一種特別有意思的游戲，它突出了事件的隨機(jī)

性，人們根據(jù)這種不確定性事件的等可能發(fā)生性進(jìn)行猜測(cè)，然后

經(jīng)過轉(zhuǎn)盤開始旋轉(zhuǎn)直至停下，來驗(yàn)證猜測(cè)是否準(zhǔn)確。近年來，

由簡(jiǎn)單的猜盤逐漸發(fā)展到益智轉(zhuǎn)盤游戲、猜獎(jiǎng)、老虎機(jī)等等不

同形式，廣受大家的喜愛。因此，本次課程設(shè)計(jì)采用數(shù)字電路知

識(shí)，利用時(shí)鐘振蕩脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)并控制發(fā)光二極管的亮滅來簡(jiǎn)單

實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤游戲的功能。

本次設(shè)計(jì)中，采用兩片NE555芯片以及一片CD4017脈沖

分配器來完成設(shè)計(jì)要求。該方案利用NE555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)觸

發(fā)器和多諧振蕩器，構(gòu)成時(shí)鐘脈沖發(fā)生電路模塊，CD4017實(shí)現(xiàn)

時(shí)序分配模塊，LED實(shí)現(xiàn)顯示模塊。時(shí)鐘振蕩電路控制脈沖信號(hào)

的時(shí)間長(zhǎng)短和頻率，送入CD4017實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖信號(hào)的分配，出現(xiàn)

的與時(shí)鐘同步的高電平控制LED的亮滅，在指定的時(shí)間范圍內(nèi)使

高速旋轉(zhuǎn)的LED停止在某一盞燈上。

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關(guān)鍵詞：LED猜盤游戲，NE555,CD4017,時(shí)鐘振蕩脈沖，時(shí)

序分配

目錄

第一章設(shè)計(jì)的目的及要求

1.1設(shè)計(jì)目

的.......................................................

.................................................1

1.2設(shè)計(jì)要

求.......................................................

第二章方案比較及確定

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2.1設(shè)計(jì)要求分

析.......................................................

...................................2

2.2方案比

較.......................................................

....................................................2

2.2.1方案

??2

2.2.2方案

??4

2.2.3方案

...............................5

2.3方案確

定.......................................................

....................................................6

第三章系統(tǒng)組成及工作原理

3.1系統(tǒng)構(gòu)

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成.......................................................

....................................................7

3.1.1時(shí)鐘脈沖發(fā)生

端.......................................................

?7

3.1.2時(shí)序分配

端.......................................................

...................7

3.1.3顯示

端.......................................................

....................................8

3.2工作原

....................................................8

3.3參數(shù)計(jì)

算.......................................................

....................................................9

第四章器件選擇

4.1

NE555.......................................................................................................

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.........................................................10

4.2

CD4017

13

4.3

LED???

.............................................................................14

第五章系統(tǒng)調(diào)試及測(cè)試結(jié)果分析

5.1系統(tǒng)調(diào)

試.......................................................

....................................................15

5.1.1仿真調(diào)

I式.......................................................

............................15

5.1.2實(shí)物調(diào)

試.......................................................

............................15

5.2焊接及結(jié)果分

析.......................................................

............................16

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結(jié)

論.......................................................

......................................................................................................17

參考文

獻(xiàn).......................................................

......................................................................................18

附錄

......................................................................................19

附錄

.............................................................................................20

第一章設(shè)計(jì)目的及要求

1.1設(shè)計(jì)目的

（1）學(xué)會(huì)并掌握脈沖數(shù)字電路設(shè)計(jì)的基本方法

（2）能運(yùn)用NE555計(jì)時(shí)器、CD4017脈沖分配器實(shí)現(xiàn)LED

轉(zhuǎn)盤游戲的設(shè)計(jì)

（3）掌握焊接的基本要領(lǐng)

1.2設(shè)計(jì)要求

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系統(tǒng)有10個(gè)LED組成輪盤，開始前，先猜測(cè)某個(gè)LED,然后

按下按鈕，LED高速旋轉(zhuǎn)，然后速度逐漸變慢，最后停下，若最

后停在所猜測(cè)的LED燈上，則為贏。

第二章方案比較及確定

2.1設(shè)計(jì)要求分析

1.系統(tǒng)組成

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1）時(shí)鐘脈沖發(fā)生端

2）時(shí)序分配端

3）功能顯示端

2.系統(tǒng)框圖

nrD

-----------☆?口①-----------

,單穩(wěn)態(tài)觸----------x多諧振蕩器

最后隨機(jī)—LED高＜--------

圖2.1系統(tǒng)框圖

2.2方案比較

眾所周知，要實(shí)現(xiàn)具有一定功能的電路，能夠采取多種不同

的方案。在眾方案中，應(yīng)力求選擇一種最簡(jiǎn)單、實(shí)用、穩(wěn)定性好

而且較為經(jīng)濟(jì)的方案。

同理，實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)要求能夠運(yùn)用很多種方法，本文僅列舉出

其中三種進(jìn)行比較，比較方案如下：

2.2.1方案一

本電路包括四部分:

1.單穩(wěn)態(tài)電路

2.多諧振蕩器

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3.時(shí)序分配電路

4.顯示模塊

第一部分采用CD4011與非門構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路?！慈鐖D

2.2.1.1所示）

第二部分采用NE555構(gòu)成多諧振蕩器。

第三部分采用CD4017實(shí)現(xiàn)脈沖分配。

第四部分采用LED燈實(shí)現(xiàn)結(jié)果的顯示。

圖2.2.L1由CD4011的兩個(gè)與非門構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路原理圖

仿真圖如圖2.2.1.2所示:

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09

08

07

06

05

04

03

02

01

00

圖221.2方案一實(shí)現(xiàn)功能仿真圖

2.2.2方案二

本電路包括三部分:

1.單穩(wěn)態(tài)電路

2.多諧振蕩器

3.時(shí)序分配電路

4.顯示模塊

第一部分采用NE555構(gòu)成單穩(wěn)觸發(fā)器。

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第二部分采用由晶體管構(gòu)成的多諧振蕩器。＜如圖2.2.2.1

所示）

第三部分采用CD4017實(shí)現(xiàn)脈沖分配。

第四部分采用LED實(shí)現(xiàn)結(jié)果顯示。

圖2.221晶體管構(gòu)成多諧振蕩器原理圖

仿真圖如圖222.2所示

LHD3

3二二

LED5

LHD6

LEDXO^￡<

圖2.222方案二實(shí)現(xiàn)功能仿真圖

2.2.3方案三

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本電路包括三部分：

1.單穩(wěn)態(tài)電路

2.多諧振蕩器

3.時(shí)序分配電路

4.顯布模塊

第一部分采用NE555構(gòu)成單穩(wěn)觸發(fā)器。＜如圖2.2.3.1所

示）

第二部分采用NE555構(gòu)成的多諧振蕩器。

第三部分采用CD4017實(shí)現(xiàn)脈沖分配。

第四部分采用LED實(shí)現(xiàn)結(jié)果顯示。

圖223.1由555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路

仿真圖如圖223.2所示

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圖223.2方案三實(shí)現(xiàn)功能仿真圖

2.3方案確定

能夠看出，三種方案的脈沖分配端以及結(jié)果顯示端是一樣

的，差別在于脈沖發(fā)生端的設(shè)計(jì)。方案一電路采用CD40U的兩

個(gè)與非門實(shí)現(xiàn)單穩(wěn)觸發(fā)器電路，基本實(shí)現(xiàn)了讓LED燈高速旋轉(zhuǎn)直

至停在某一盞燈上的功能，可是當(dāng)按下B鍵時(shí)，所產(chǎn)生的脈沖信

號(hào)不穩(wěn)定，致使后面的電路無(wú)法有規(guī)律地變化，而是雜亂無(wú)章

的。同時(shí)該電路缺乏有效的時(shí)間控制，使后面LED燈的亮暗時(shí)間

不固定。經(jīng)過仿真能夠知道，該電路能夠?qū)崿F(xiàn)LED燈的旋轉(zhuǎn)，可

是有時(shí)會(huì)停在兩盞燈上，因此不可靠。方案二中，采用兩個(gè)三極

管實(shí)現(xiàn)多諧振蕩，也能夠基本實(shí)現(xiàn)功能，可是其隨機(jī)性太強(qiáng)，不

易控制時(shí)間，而且，三極管是怕熱元器件，與NE555插槽相比，

其焊接技術(shù)要求更高。方案三中只用了兩個(gè)NE555即可構(gòu)成脈沖

發(fā)生端，電路比較常見，使用廣泛，穩(wěn)定性及可控性都較強(qiáng)，其

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焊接要求也比較低。可見，三種方案中方案三設(shè)計(jì)比較合理，且

價(jià)格比較低廉，因此采用方案三作為本次的原理設(shè)計(jì)方案用以實(shí)

現(xiàn)LED轉(zhuǎn)盤游戲。

第三章系統(tǒng)組成及工作原理

3.1系統(tǒng)組成

3.1.1時(shí)鐘脈沖發(fā)生端

用兩片NE555分別實(shí)現(xiàn)單穩(wěn)觸發(fā)器和多諧振蕩器即可實(shí)現(xiàn)時(shí)

鐘脈沖發(fā)生端。該部分是成功實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的關(guān)鍵所在。如圖

3.1.1所示。

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圖3.1.1

3.1.2時(shí)序分配端

U3

09

08

07

06

05

04

03

02

01-T5------------"

00=>13------------

-PJ-----------------------------

-------------4017BP_5V

圖3.1.2

圖3.1.2所示是用CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，作為十分頻來使

用，實(shí)現(xiàn)脈沖分配的功能。

3.1.3顯示端

由十個(gè)LED燈組成。十個(gè)LED燈依次接收由CD4017十分頻

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模塊輸入的脈沖而依次閃亮，且在可控時(shí)間內(nèi)停在某盞燈上。模

塊設(shè)計(jì)圖如圖3.1.3所示。

圖3.1.3結(jié)果顯示端

3.2工作原理

按照本次設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)的工作原理圖如圖3.2所示:

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圖3.2工作原理圖

系統(tǒng)包括三部分：

1.單穩(wěn)態(tài)電路：采用NE555構(gòu)成單穩(wěn)觸發(fā)器。

2.多諧振蕩器：采用NE555構(gòu)成的多諧振蕩器。

3.時(shí)序分配電路：采用CD4017實(shí)現(xiàn)脈沖分配。

4.顯示模塊：采用LED實(shí)現(xiàn)結(jié)果顯示。

系統(tǒng)電路如圖3.2所示，用5V直流穩(wěn)壓電源供電，555在

開關(guān)的啟動(dòng)下產(chǎn)生漸慢脈沖作用下驅(qū)動(dòng)10個(gè)LED循環(huán)發(fā)光，循

環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，最后速度變慢，然后逐漸停止。

3.3參數(shù)計(jì)算

<1）計(jì)算單穩(wěn)觸發(fā)器周期的公式：Tw句.IRC

當(dāng)調(diào)動(dòng)滑動(dòng)變阻器為Rl=50kQ時(shí)，得

Tw-1.1RC=l.l*50kQ47uf=2.6s

<2）計(jì)算多諧振蕩器周期的公式：

Tw-0.7*<R3+2R4）*C3

止匕處R3=4.7kQR4=100kQC3=100nf

Tw~0.7*<4.7kQ+2*100kQ)*100nf=0.014s

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第四章器件選擇

本次設(shè)計(jì)中，運(yùn)用到了NE555芯片，CD4017芯片、LED燈

以及電阻、電容、導(dǎo)線若干。

4.1NE555

1.NE555簡(jiǎn)介

555定時(shí)器是一種模擬-數(shù)字混合式集成定時(shí)器，555定時(shí)器

成本低，性能可靠，外接幾個(gè)電阻、電容，就能夠?qū)崿F(xiàn)多諧振

蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路，在

工業(yè)控制等方面也有很廣泛的應(yīng)用。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖以及管腳圖

如圖4.1.1所示。

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圖4.1.1NE555內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖以及管腳圖

它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè)RS

觸發(fā)器，一個(gè)放電管T及功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓

VCC/3和2VCC/3。

555定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸

出電壓控制RS觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電

壓，當(dāng)5腳懸空時(shí)，則電壓比較器C1的同相輸入端的電壓為

2VCC/3,C2的反相輸入端的電壓為VCC/3。若觸發(fā)輸入端

TR的電壓小于VCC/3,則比較器C2的輸出為0,可使RS觸

發(fā)器置1，使輸出端OUT=1。如果閾值輸入端TH的電壓大于

2VCC/3,同時(shí)TR端的電壓大于VCC/3,則C1的輸出為0,

C2的輸出為1,可將RS觸發(fā)器置0,使輸出為0電平。

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NE555的各個(gè)引腳功能如下：

1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。

8腳：外接電源VCC,雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5V

至16V,CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3V至18V,一般用

5Vo

3腳：輸出端Vo。

2腳：低觸發(fā)端。

6腳：TH高觸發(fā)端。

4腳：是直接清零端。當(dāng)端接低電平，則時(shí)基電路不工作，

此時(shí)不論、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)

應(yīng)接高電平。

5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部

兩個(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只

O.OlpiF電容接地，以防引入干擾。

7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電

容的放電。

2.NE555的應(yīng)用

1.NE555構(gòu)成單穩(wěn)觸發(fā)器（如圖4.1.2所示）

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(a)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路(b)工作波彩.，

圖4.1.2

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個(gè)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。在未加觸發(fā)信號(hào)之前，觸

發(fā)器處于穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)觸發(fā)后，觸發(fā)器由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)

狀態(tài)，暫穩(wěn)狀態(tài)保持一段時(shí)間后，又會(huì)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)回原來的穩(wěn)定

狀態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一般用于延時(shí)和脈沖整形電路。

接通電源后，未加負(fù)脈沖，而C充電,Vc上升，當(dāng)Vc上升到

2/3Vcc時(shí)，電路輸出為低電平，放電管T導(dǎo)通，C快速放電，

使Vc=O。這樣，在加負(fù)脈沖前，為低電平，Vo=0,這是電

路的穩(wěn)態(tài)。在1=4時(shí)刻負(fù)跳變，而Vc=O,因此輸出翻為高電

平，T截止，C充電。按指數(shù)規(guī)律上升。t=tl時(shí)，負(fù)脈沖消

失。t=t2時(shí)，上升到2/3Vcc,又自動(dòng)翻為低電平。在這段時(shí)間

電路處于暫穩(wěn)態(tài)。t>t2,T導(dǎo)通，C快速放電，電路又恢復(fù)到穩(wěn)

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態(tài)。由分析可得：輸出正脈沖寬度tw=1.1RC。經(jīng)過改變R、C

的大小，可使延時(shí)時(shí)間在幾個(gè)微秒和幾十分鐘之間變化。

2.NE555構(gòu)成多諧振蕩器

其電路及波形圖如圖4.1.3所示.

圖4.1.3

多諧振蕩器又稱為無(wú)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒有穩(wěn)定的輸出狀態(tài)，只

有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)后，經(jīng)過一段時(shí)間能夠

自行觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到另一暫穩(wěn)態(tài)。兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)自行相互轉(zhuǎn)換而輸出

一系列矩形波。多諧振蕩器可用作方波發(fā)生器。

接通電源后，假定是高電平，則T截止，電容C充電。充電回

路是VCC—R1—R2—

C—地，按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)上升到時(shí)＜TH、端電平大于）,輸

出翻轉(zhuǎn)為低電平。是低電平，T導(dǎo)通，C放電，放電回路為C—

R2—T—地，按指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng)下降到時(shí)＜TH、端電平小

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于)，輸出翻轉(zhuǎn)為高電平，放電管T截止，電容再次充電，如

此周而復(fù)始，產(chǎn)生振蕩，經(jīng)分析可得

輸出高電平時(shí)間T=(Rl+R2>Cln2

輸出低電平時(shí)間T=R2Cln2

振蕩周期T=(Rl+2R2>Cln2

輸出方波的占空比為：

D_tpH_R1+%

"^fRi+2R?

4.2CD4017

CD4017：十進(jìn)制計(jì)數(shù)器/脈沖分配器。其內(nèi)部電路如圖

4.2.1所示。

CD4017是5位Johnson計(jì)數(shù)器，具有10個(gè)譯碼輸出端，

CP、CR、INH輸入端。時(shí)鐘輸入端的斯密特觸發(fā)器具有脈沖整

形功能，對(duì)輸入時(shí)鐘脈沖上升和下降時(shí)間無(wú)限制。INH為低電

平時(shí)，計(jì)數(shù)器在時(shí)鐘上升沿計(jì)數(shù)；反之，計(jì)數(shù)功能無(wú)效。CR為

高電平時(shí)，計(jì)數(shù)器清零。Johnson計(jì)數(shù)器，提供了快速操作、2

輸入譯碼選通和無(wú)毛刺譯碼輸出。防鎖選通，保證了正確的計(jì)

數(shù)順序。譯碼輸出一般為低電平，只有在對(duì)應(yīng)時(shí)鐘周期內(nèi)保持

高電平。在每10個(gè)時(shí)鐘輸入周期CO信號(hào)完成一次進(jìn)位，并用

作多級(jí)計(jì)數(shù)鏈的下級(jí)脈動(dòng)時(shí)鐘。如圖4.2.2。

該模塊構(gòu)成分頻電路。CD4017,其內(nèi)部由計(jì)數(shù)器及譯碼器兩

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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00、O1、0209依次出現(xiàn)與時(shí)鐘同步的高電平，寬度等

于時(shí)鐘周期。

CD4017的管腳圖如圖4.2.3所示。

CO：進(jìn)位脈沖輸出；CP：時(shí)鐘輸入端；CR：清除端；

INH：禁止端

Q0-Q9計(jì)數(shù)脈沖輸出端；VDD：正電源；VSS：地

輸出高電平的順序分別是⑶、⑵、⑷、⑺、(10)>(1).(5)、

(6)、(9)、(11)腳,這10個(gè)管腳依次產(chǎn)生高電平。

f

fMM

nYY

Y,O.

圖4.2.1CD4017內(nèi)部電路

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輸入輸出

CPINHCRQo-QgCO

XXHQ。計(jì)數(shù)脈沖

tLL為必-包

計(jì)數(shù)

HlL時(shí):CO=H

LXL

計(jì)數(shù)脈沖

XHL

保持為Qs-a

1XL

時(shí)：CO=L

XtL

圖4.2.2

CD4017B

VpD

otcooeoOJTFUITwoc

CR

OECODfDOUTPUT1"mn

CP

OECODtOIUTPUTVCLOCK

INHOECOOEOOHWTCLOCK(hAILC

CODFCOOtDOUTFUTVCARRYOUT

DfCQOfDOUWTDECODE。OUIVUTr

Q9

DECODCOOUTPU1TOCCOOBOOUPUT

Q4

V$SOCCOOEOOUPUTr

Q8

CD4017r.i.l|iJm

圖4.2.3CD4017管腳圖

4.3LED

發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)

體器件，它能夠直接把電轉(zhuǎn)化為光.LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的

晶片，晶片的一端附著

在一個(gè)支架上，是負(fù)極，另一端連接電源的正極，整個(gè)晶片被

環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型

半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在

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這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間

就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流經(jīng)過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，

電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以

光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)決

定光的顏色，是由形成P-N結(jié)材料決定的。

該模塊接受出自整個(gè)電路產(chǎn)生的高電平，由于是分頻器

CD4017產(chǎn)生的高電平，因此10個(gè)發(fā)光二極管依次接受來自它產(chǎn)生

的高電平，逐一閃亮并循環(huán)。但發(fā)光二極管亮度和閃光速度受到

前面電路中電阻和電容的影響，能夠自由調(diào)節(jié)。

第五章系統(tǒng)調(diào)試及測(cè)試結(jié)果分析

5.1系統(tǒng)調(diào)試

5.1.1仿真調(diào)試

按照工作原理圖，用Multisim進(jìn)行仿真調(diào)試，仿真圖如圖5.1

所示:

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圖5.1.1仿真圖

用Multisim仿真軟件運(yùn)行圖5.1.1所示的原理圖，閉合開關(guān)，

LED燈將依次亮起來，并最終停下。調(diào)試時(shí)，根據(jù)現(xiàn)象適當(dāng)調(diào)節(jié)

參數(shù)。

5.1.2實(shí)物調(diào)試

<1）儀器

示波器、直流穩(wěn)壓電源、萬(wàn)用表

<2）調(diào)試方法

將電路板接上5V電源之后測(cè)試555芯片能否正常工作。

將第一片555芯片的輸出端接在示波器上，觀察示波器波形若

出現(xiàn)不穩(wěn)定的脈沖，說明單穩(wěn)態(tài)電路工作正常；若不是，則說明

單穩(wěn)態(tài)電路不正常工作。

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將第二片555芯片的輸出端接在示波器上，觀察示波器波形

若出現(xiàn)方波波形，說明多諧振蕩電路工作正常；若不是，則說明

多諧振蕩電路不正常工作。

<3）調(diào)試現(xiàn)象

將連接好的555定時(shí)器的輸出端接在示波器上，呈現(xiàn)如圖

5.1.2所示符合要求的方波。

圖5.L2555定時(shí)器輸出波形

說明兩片555芯片工作正常。LED燈輪流亮燈，說明CD4017正

常工作。

5.2焊接及結(jié)果分析

焊接：

<1）焊接前

設(shè)計(jì)好各個(gè)元器件在電路板上的位置，即排版，并畫好排

版草圖。領(lǐng)元器件，并檢查所需各元器件是否齊全。

<2）焊接是很重要的一步，它直接決定設(shè)計(jì)的成敗。因此，焊

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接時(shí)須格外小心。按照草圖上面設(shè)計(jì)的排版，將各個(gè)元件及管

腳焊在電路板上，焊接時(shí)應(yīng)注意方法，避免虛焊。

<3）檢查電路，看其連接是否與工作原理圖一致。若不一致，

則加以修正；若一致，則可將電路的正負(fù)極接5V直流穩(wěn)壓電

源。

結(jié)果分析：

<1）調(diào)試過程中只出現(xiàn)一盞燈亮，并未達(dá)到燈輪流高速旋轉(zhuǎn)

的目的，經(jīng)萬(wàn)用表蜂鳴檔檢查斷路和短路現(xiàn)象，均正常，將13

管腳所接電容斷路，LED燈開始旋轉(zhuǎn)，說明CD4017的13管腳

需要直接接到地。

<2）將所有器件安裝、焊接及用導(dǎo)線連接好后，接通電源，

只有電路板上其中的一個(gè)定義為指示燈的LED燈能亮，其它燈

沒有反映，故不能實(shí)現(xiàn)功能，經(jīng)過仔細(xì)檢查，所有線路沒有錯(cuò)

誤，可是CD4017芯片沒有接電源，導(dǎo)致芯片CD4017不能正常

工作。

<3）單穩(wěn)態(tài)電路的電阻阻值調(diào)的不恰當(dāng)使燈旋轉(zhuǎn)的時(shí)間很

短，致使LED燈的旋轉(zhuǎn)圈數(shù)很少，調(diào)整滑動(dòng)變阻器阻值使時(shí)間

值達(dá)到一個(gè)合適值，效果還比較滿意。

結(jié)論

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經(jīng)過本次的課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多的東西。在上個(gè)學(xué)期的脈

沖數(shù)字電路課程中，對(duì)知識(shí)的把握不是很好。因此，選擇課程設(shè)

計(jì)題目的時(shí)候，有點(diǎn)犯難，感覺每個(gè)題目都沒多大把握。當(dāng)看到

“LED轉(zhuǎn)盤游戲”這個(gè)標(biāo)題時(shí)，一股新奇感促使了這個(gè)設(shè)計(jì)的進(jìn)

行。選定題目后，接下來的工作讓人感覺壓力很大。雖然網(wǎng)上以

及書籍中，都有與本設(shè)計(jì)有關(guān)的內(nèi)容，但這卻無(wú)