河南理工大学。
数电电子技术基础》
课程设计报告书。
课程名称：led猜盘游戏。
姓名：刘洋。
学号：311208002620
班级：电气12—1班。
指导老师：朱红伟。
日期：2023年1 月 10日。
目录。前言3
第1章设计内容及要求4
第2章系统方案设计选择5
第三章系统组成及工作原理6
3.1系统组成6
3.2工作原理7
第四章系统各模块组成及工作原理8
4.1 由555芯片构成时钟振荡脉冲发生电路模块8
4.2 cd1047时序分配电路模块8
4.3 led显示模块9
第五章实验、调试电路及测试结果分析10
5.1仪器8
5.2调试方法8
5.3调试数据8
5.4调试**现的故障9
第六章总结及展望。
附录一元器件清单。
附录二整体电路图单及**图。
附录三芯片介绍。
摘要。转盘游戏是一种非常有趣的游戏，在很多游戏城里都可以看到。例如***、转盘大猜猜……。
而本课程设计的led转盘游戏采用数电知识，利用时钟振荡脉冲进行计数并控制发光二极管的亮灭实现上述功能。
本实验由555芯片构成的时钟振荡脉冲发生电路模块、cd4017芯片时序分配电路模块、led显示模块组成和led猜盘模块组成。时钟振荡电路控制脉冲信号的时间长短和频率，输出送入cd4017实现对脉冲信号的分配，出现的与时钟同步的高电平控制led的亮灭，在指定的时间范围内使高速旋转的led停止在某一盏上。四部分电路功能独立，构造简单，可塑性强。
因此通过对猜盘游戏的设计和调试来进一步提升理论与实践相结合的能力，巩固和加强对数字逻辑知识的认识。
最后说明本设计成功合理，系数选择规范合适，采用的元器件由于实验室设备的有限性，尽量选择那些符合参数设计并且库房有的元器件。具有电路简单、成本低，运用广泛，贴近生活，实用方便、使用安全等优点，有一定的实用价值。
关键字：led转盘游戏、555、时钟振荡脉冲发生、cd4017、时序分配、led显示。
第一章设计内容及要求
1.1基本要求：
系统有10个led组成轮盘，开始前，先猜测某个led，利用猜盘电路点亮该led，然后按下按钮，led高速旋转，速度逐渐减缓，最后停下，若猜中则赢，否则输。
1.2电路原理：
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。本电路由电压控制器、触发器、加/减控制、分频器组成。。
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。
1.3 元件清单。
第二章系统方案设计选择。
本方案采用的用两个个555芯片，另外一个cd4017。 555芯片构成单稳态触发器的工作特点：
1） 在没有受到外界触发器脉冲作用的情况下，单稳态触发器保持在稳态；
2） 在受到外界触发脉冲作用的情况下，单稳态触发器从暂稳态进入“暂稳态”。假设稳态为0，则暂稳态为1.
3） 经过一段时间，单稳态触发器从暂稳态返回稳态。单稳态触发器在暂稳态停留的时间仅仅取决于电路本身的参数。起到定时的作用。
第三章系统组成及工作原理。
3.1 系统组成。
利用555芯片和cd4017构成此次课设实验的三个基本框架，即单稳态触发器，多谐振荡器，计数器。继而组成数字转盘游戏电路。当脉冲键控多谐振荡器产生多谐脉冲时4017进行计数，它的十个输出端依次产生高电平，当发光二级管正向接入高电平导通时会发亮，形成有规律的闪动。
调节滑动变阻器或电容会调整发光二级管发光循环的速度。
图3-1 系统框图。
系统组成器件：
555芯片；
555”芯片是一种中规模集成电路，只要在外部配上适当阻容元件，就可以方便地构成脉冲产生和整形电路，是该系统的重要组成部分。
cd4017：
cd4017可以在每10个时钟输入周期co信号完成一次进位，高电位输出使得发光二级管发亮。
3.2 电路原理。
系统由电压控制器、触发器、加/减控制、分频器组成。
系统电路如图1所示，用5v电池供电，555在开关的启动下产生渐慢脉冲作用下驱动10个led循环发光，循环转动，最后速度变慢，然后逐渐停止。
第四章系统各模块工作原理。
4.1 时钟振荡脉冲发生电路模块（555芯片构成）
该模块主要有一个555芯片、若干电阻及电容、导线等组成。如右图所示。
555芯片构成无稳态多谐振荡电路。可以作为一个方波产生器电路，它的4脚接上了第一个555芯片输出的高电平，促发产生方波。与单稳模式不同之处仅在于触发端(2脚)接在充、放电回路的电容c上，而不是受外部触发控制。
当加上ｖcc电压后，由于c上端电压不能突变，故555处于置位状2/3态，输出端（3）脚呈高电平“1”，而内部的放电管ｖｔ1截止，ｃ通过ｒa、ｒb对其充电，2脚电位随ｃ上端电压的升高呈指数上升，如波形图4-1所示。
图4-1 波形图。
当ｃ上的电压随时间增加，达到vcc阈值电平（6脚）时，上比较器a1翻转，使rs触发器置位，经缓冲级倒相，输出vo呈低电平“0”。此时，放电管vt1饱和导通，c上的电荷经rb至vt1放电。当c放电使其电压降至vcc触发电平（2脚）时，比较器a2翻转，rs触发器复位，经倒相后，使输出端（3脚）呈高电平“1”。
以上过程重复出现，形成无稳态多谐振荡。
4.2 cd4017时序分配电路模块。
该模块构成一分配/分频器电路。如右图所示。
cd4017，其内部由计数器及译码器两部分组成，由译码输出实现对脉冲信号的分配，整个输出时序就是o0、o1、o2、…、o9依次出现与时钟同步的高电平，宽度等于时钟周期。
cd4017有10个输出端（o0～o9）和1个进位输出端～o5-9。每输入10个计数脉冲，～o5-9就可得到1个进位正脉冲，该进位输出信号可作为下一级的时钟信号。cd4017输出高电平的顺序分别是脚，故脚的高电平使9个二极管按顺序发光，若要改变发光二极管的闪光速度，可改变电容c3的大小。
4.3 led显示模块。
该模块接受出自整个电路产生的高电平，由于是分频器cd4017产生的高电平，所以是个发光二极管一次接受来自它产生的高电平，逐一闪亮并以此为循环，周而复始。但发光二极管亮度和闪光速度受到前面电路中电阻和电容的影响，我们可以自由调节。
4.4猜盘模块。
该模块是用于猜测哪个灯亮而设计。如下图所示：
5.4调试出现的故障。
1调试过程中只出现一盏灯亮，并未达到灯轮流高速旋转的目的，经万用表蜂鸣档检查断路和短路现象，均正常，将13管脚所接电容断路，led灯开始旋转，说明cd4017的13管脚需要直接接到地。
2调试过程中，led灯不旋转一闪一闪并且555芯片发热，温度上升地很快，乃至最后烧坏。后来检查电路板，发现很多短路和断路的部分。将万用表调蜂鸣档，两只表笔分别放在电阻两端，或是电阻和芯片的一个管脚，若万用表发出蜂鸣声，则说明这两个管脚短路，若无响声，说明无短路现象。
2将所有器件安装、焊接及用导线连接好后，接通电源，只有电路板上其中的一个定义为指示灯的led灯能亮，其它灯没有反映，故不能实现功能，经过仔细检查，所有线路没有错误，但是cd4017芯片没有接电源和接地，导致芯片cd4017不能正常工作。
3单稳态电路的电容、电阻选择的不恰当使灯闪灭的时间极短，致使肉眼无法观察到led灯的旋转，调整滑动变阻器和更改电容为47uf使时间值达到一个合适值。
第六章结论与心得。
通过为期两周的课程设计，我深刻体会到了自己知识的匮乏，自己原来所学的东西只是一个表面性的，理论性的，而且是理想化的。根本不知道在现实中还，存在有很多问题。设计一个很简单的电路，所要考虑的问题，要比考试的时候考虑的多的多。
所以，一开始我遇到了很多麻烦。通过老师和同学们的帮助，我渐渐的有了眉目。这样，在很大程度上提高了我考虑问题的全面性。
设计电路，还要考虑到它的前因后果。什么功能需要什么电路来实现。另外，还要考虑它的可行性，实用性等等。
这样，也提高了我的分析问题的能力。原来，我们学习的电路只是一个理论知识，通过这次实习。使我的理论知识上升到了一个实践的过程。
同时在实践中也加深了我们对理论知识的理解。
总之，通过这次实习，不仅使我对所学过的知识有了一个新的认识。而且提高了我考虑问题，分析问题的全面性以及动手操作能力。使我的综合能力有了一个很大的提高。
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