LED猜盘游戏范本模板.docx

1、LED猜盘游戏范本模板课程设计说明书 课程设计名称： 数字电路课程设计 课程设计题目： LED猜盘游戏 学 院 名 称： 信息工程学院 专业： 班级： 学号： 姓名: 评分： 教师: 20 15 年 月 日脉冲数字电路课程设计任务书20 14 20 15 学年 第 一 学期第 1 周 3周 题目LED猜盘游戏内容及要求系统有10个LED组成轮盘，开始前,先猜测某个LED，然后按下按钮,LED高速旋转,然后速度逐渐变慢，最后停下，若最后停在所猜测的LED灯上，则为赢.进度安排第1周周一至第1周周五:查资料，完成原理图设计及仿真；第2周周一至第2周周五:完成系统的制作、调试；第3周：制作结果检查,

2、撰写报告。学生姓名: 指导时间 2014年9月9至14日指导地点： E610任务下达2014 年 9 月 7 日任务完成2014 年 9 月 25 日考核方式1.评阅 2.答辩 3。实际操作 4.其它指导教师系（部）主任注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查.2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。摘要 LED猜盘游戏转盘游戏是一个比较考验运气的游戏，它表现了事件的随机性,人们根据自己的选择猜测，然后通过转盘开始旋转直至停下,来验证猜测是否准确。现在猜盘游戏广泛用于各种中奖活动,甚至老虎机都是猜盘游戏的原理。 本次设计中，采用模

3、块化设计方案利用NE555定时器构成多谐振荡器，CD4510、CD4028芯片计数译码电路模块，LED灯显示结果。开启开关后10盏LED灯高速旋转最后停止在某一盏灯上。 关键词：時钟震荡，脉冲，循环,计数，译码附录三 元件清单.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.14前言 科技是第一生产力，科技发展了,人民生活才能提高。猜盘游戏以前是由人工旋转转盘，最后决定成功与否。现在可以发展了，猜盘游戏也已经升级成芯片控制。随着现在人们生活质量提高,各种抽奖活动层出不穷。所以就有了LED猜盘游戏。 本次课程设计项目LED猜盘游戏，通过合理使用芯片

4、，运用数字电路知识.理论与实践相结合，完成一个由芯片控制，可以正转，反转，翻转的LED猜盘游戏。 拟采用方案如下： 方案一：使用两个555芯片，第一个555芯片为单稳态触发器产生脉冲.第二个555芯片为多谐振荡器产生方波。10盏LED灯按照顺序点亮。关掉开关后LED灯闪烁速度逐渐变慢,最后停止.根据事先选中的灯与最后结果判断输赢。 方案二：使用一个555芯片作为多谐振荡器产生方波，CD4510同步加减计数器与CD4028译码器并添加了一个双D触发器CD4013，用于改变计数器的加、减计数.选中某盏灯之后，将该灯下方开关拨下，然后开启总开关。LED灯按顺序点亮,关掉开关后，LED灯速度逐渐变慢，

5、最后停止。若猜中，则指示灯亮起，为赢。若未猜中，则指示灯不亮,为输。第一章 系统设计方案选择1.1 方案一 该方案分为四部分第一部分采用NE555构成单稳触发器。第二部分采用NE555构成的多谐振荡器。第三部分采用CD4017实现脉冲分配。第四部分采用LED实现结果显示。图1。1.1 方案一实现功能仿真图1。2方案二 方案二采用CD4510同步加减计数器与CD4028译码器并添加了一个双D触发器CD4013,用于改变计数器的加、减计数.开关开启后，电容充电，555芯片产生矩形波，经计数译码后，使得10个发光二极管顺序发光.断开开关后,充放电电容开始放电，使各个芯片逐渐停止工作。高速转动的LED

6、灯慢慢变慢直至停止在某盏灯。图1。2.1 方案二实现功能仿真图1。3 方案确定 可以看出,两种方案的脉冲分配端是一样的，差别在于脉冲发生端的设计。盒中间控制电路的不同。方案一中用了两个NE555即可构成脉冲发生端，电路比较常见，使用广泛，稳定性及可控性都较强,其焊接要求也比较低.但缺点是最后猜中与否是依靠人工来确定，而且LED灯只能依照一个方向转动.方案二中采用更多的控制芯片，能够控制好LED亮灯的方式,且是依靠电路控制判断猜中与否.还能改变LED灯的循环方式。两种方案中方案二设计比较合理,并且完全符合电路要求。因此采用方案二作为本次的原理设计方案用以实现LED猜盘游戏。第二章 系统组成及工作

7、原理2。1 总体设计思路2。2 电路各模块设计2。2。1多谐振荡器电路 图2。2。1。1多谐振荡器电路图 图2.2.1。2多谐振荡器波形图 多谐振荡器只有两个暂稳态。在电路处于一暂稳态后，经过一段时间后自动触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出方波。经过计算分析得出振荡周期 T=（R1+2R2)Cln2输出高电平时间 T=(R1+R2)Cln2 输出低电平时间T=R2Cln2 电路的振荡周期T、占空系数D，仅由外接元件R1、R2和C有关，不受电源电压的影响。改变R1、R2，即可改变占空系数。改变电容C的值可改变周期，而不影响占空比。2.2.2同步加减计数器与译码器 图2.2.2.1

8、 同步加减计数器（左）译码器(右）加减计数电路由可逆加减计数器CD4510构成,CD4510为可预置8421BCD可逆计数器，该器件主要由四位具有同步时钟的D型触发器有可预置、加减计数器和多片级联使用等功能.CD4510具有复位CR、置数控制LD、加减控制U/D、CP时钟等。CR为高电平时,计数器清零，当LD为高电平时,D0D3上的数据置入计数器中，CI控制计数器的计数操作，当CI=0时，允许计数,此时，若U/D为高电平，在CP时钟上升沿计数器加一计数;反之，在CP时钟上升沿减一计数。译码器由CD4028芯片来完成。CD4028可将BCD码译为十进制码。利用其中的三位二进制输入，可驱动八进制码

9、输出。输出可驱动LED灯显示相应的十进制数。CD4028还具有拒伪码功能，当输入代码超过1001时,输出端呈现出低电平。由4个译码输入端A0，A1，A2，A3输入的为8421BCD码,而计数器4510为其提供BCD码，Q0Q9为译码输出端，高电平有效。2.2。3电容充放电电路图2.2。3。1 电容充放电电路图滑动变阻器R1用来限制电流的,其目的是为了保护好电解电容,另外可以通过改变阻值来改变灯旋转的快慢。其中二极管是起单向导电的作用，即当开关闭合时只对电容充电，断开时,电容通过二极管放到电。2。2.4LED显示电路图2.2。4。1 LED显示电路将10个LED灯分别连在CD4028的十个译码输

10、出端并将它们的负极连在同一个电阻上就构成了发光电路。并且在开关后面加入一个LED指示灯，如果猜中,则灯亮。如果不中则指示灯不亮。第三章 参数设计3.1电容充放电时间参数 V0 为电容上的初始电压值; V1 为电容最终可充到或放到的电压值; Vt 为t时刻电容上的电压值。 则 Vt=V0+（V1V0)1exp（-t/RC) V1=5v，V0=0v，Vt5v t=470uf5kLn(5-0)/（55）=2.35s3。2 多谐振荡器周期参数 Tw1.1（R3+2R4）C3 此处 R3= 4。7 k R4=10k C3=1000nf Tw1。1（4。7 k+210k）1000nf=0.027s3。3电

11、路仿真图图3。3。1 电路仿真图开关闭合后，555芯片产生方波，同时电源给电容充电。方波传递给计数器,经过编码计数后传递给译码器，译码器经过译码再输出到10盏LED灯上。LED灯按顺序点亮。关闭开关以后,电容放电，LED等逐渐停止。第四章 电路的焊接与调试4。1电路焊接由于芯片比较多,涉及到较多跳线的情况，且电路板较小,所以焊接比较紧凑,但容易产生互相接触短路现象。先在电路板上按照原理图放上元件并根据位置大小适当调整。焊接时先将元件固定在电路板上，再进行元件之间的焊接。把元件焊接完整。注意烙铁焊接时间接触不易过长。时间过长容易因为温度过高损坏元件。注意不虚焊，使用锡丝拖锡完成焊接.若软件间阻挡

12、不能拖锡，使用导线完成连接4.2 电路调试电路调试按照四个功能模块进行逐个检查调试，电路采用模块化电路搭建，电路由多谐振荡电路、计数电路、译码电路、电容充放电电路、发光电组成。电容充放电电路使用示波器进行检查.接通电源后，示波器显示图4。2.1所示即电容充电正常图4。2.1 电容充电示波器波形多谐振荡器电路采用示波器检查,若出现图4.2.2所示方波,则电路正常工作图4.2。2方波示波器波形计数器和译码器使用函数信号发生器进行检查。将函数信号发生器接入计数器输入端。观察10个LED灯是否按顺序点亮。如果符合要求则电路正常。且LED显示电路也正常.经过检测发现接入电源以后LED灯只有一个亮,其他都

13、没有亮，没有达到流水灯的效果。用万用表检测发现时计数器9管脚没有接入地，经过改正。LED灯成功按要求显示.LED灯有时会在两个灯之间来回闪烁，说明电路还存在短路或断路情况，由于元器件多，电路较复杂。能初步实现项目设计要求.小结 经过调试与改成，成功的制作出了LED猜盘游戏，并且具备正转，反转,正反交替转动。经过本次课程设计，发现了自己在知识点上海存在问题,对一些具体细化的东西不是很清楚，查找了很多书籍和网上资料。经过排查和筛选，最终选定方案后。才稍微放松。同时通过本次课程设计，更加了解了CD4028,CD4510两个芯片的具体作用，为以后的学习生活增加了经历与见识。从焊接电路方面，本次焊接除了

14、一两个管脚漏焊，跳线偶有接触的情况外。并没有发生其他的虚焊的短路情况.相比以前焊接完以后找不出不成功的原因,这次已经成功了很多了.增加了自己对焊接电路的信心。以后可以多进行此类活动，巩固了课堂上学习的理论知识，同时增加自己的实践动手能力.参考文献1 阎石. 数字电子技术基础.北京： 高等教育出版社，1997. 2 华容茂、盛过军.电工电子技术实习与课程设计M.电子工业出版社，2000。3 骆雅琴。电子技术辅导与实习教程。 合肥：中国科学技术大学出版社，2004。4 康永华。电子技术基础:数电部分.第四版。北京：高等教育出版社，20005 贾达。数字电子技术基础.北京:化学工业出版社,2001.6李良荣.现代电子设计技术基于Multisin72001.北京：机械工业出版社，2004。 附录一 实物图 图7.1电路实物图正面图7.2电路实物图背面附录二 PCB板图附录三 元件清单名称型号数量芯片NE5551个CD40281个CD45101个CD40131个电容470uf1个1uf1个电阻1002个可变电阻20k2个开关拨动式14个LEDred11个插槽16脚2个8脚1个14脚1个二极管IN40071个电阻4.7k1个