LED猜盘游戏况一龙.docx
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LED猜盘游戏况一龙
课程设计说明书
课程设计名称：
数字逻辑课程设计
课程设计题目：
LED猜盘游戏
学院名称：
信息工程学院
专业：
计算机科学与技术班级：
090452
学号：
09045219姓名：
况一龙
评分：
教师：
邓谦老师
2011年7月3日
摘要
猜盘游戏是一种很有趣的游戏，可以丰富人们的生活，在一些大城市游戏城里可以看到，像老虎机，转盘大猜猜……。
本课程设计设计的LED猜盘游戏虽然结构简单，但原理跟它们的一样。
该猜盘游戏采用比较简单的模块化结构：
555芯片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。
2个555芯片一个负责产生振荡电压，另一个产生方波，555会控制最后猜盘中的某个灯亮。
555的输出接CD4017的使能端，通过控制CD401710个LED发光二极管能够按照次序一个一个循环去亮。
该三部分电路功能独立，构造简单，可塑性强。
LED猜盘游戏使用简单，工作稳定，将其运用的抽奖类活动中，人们可以等到公正公平。
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。
关键字：
LED，555芯片，CD4017芯片。
目录
前言---------------------------------------------------------4
第一章设要求及原理----------------------------------5
1.1设计要求-------------------------------------------------5
1.2总电路原理-----------------------------------------------5
第二章系统组成-------------------------------------------------6
第三章单元及电路设计--------------------------------7
3.1振荡脉冲发生电路模块-------------------------------------7
3.2CD4017时序分配电路模块----------------------------------8
3.3LED显示模块---------------------------------------------9
3.4电路总体设计--------------------------------------------10
第四章实验调试及故障分析-----------------------------11
实验结论---------------------------------------------------------12
参考文献---------------------------------------------------------13
附录一-----------------------------------------------------------14
附录二-----------------------------------------------------------15
前言
LED猜盘游戏应用广泛，从以前的老虎机发展到现在流行的网络抽奖活动，，可见LED猜盘游戏的应用将会随着时代前进而会有更多的用途。
作为二十一世纪的大学生，生长在电子产品的步步更新，电子技术已经成为主导作用的时代，应该与时俱进，将理论知识与实践联系起来运用到生活当中去。
课设是电子技术学习中非常重的一个环节，是将理论与实践相结合的环节，是真正锻炼学生实践能力的环节。
本课设设计LED猜盘游戏要求有10个（或18个）发光二极管组成的灯盘高速旋转，先猜最后哪个灯会亮，然后按下开关经高速旋转后慢慢停下，最后只剩一盏灯亮，猜中为赢家。
该电路工作稳定，简单，易于操作。
第一章设计要求及原理
1.1设计要求
【基本要求】系统有10个（或18个）LED灯组成轮盘，开始前，先猜测某个LED，然后按下按钮，LED告诉旋转，速度将逐渐减弱，最后停下已猜中未赢。
【主要参考元器件】NE555芯片CD4017芯片B键开关发光二极管等
该课程设计题目是LED猜盘游戏。
该系统的应用着重在LED灯高速旋转的，然后开关停止按键后逐渐停在某个上，着重停止后的随机性，才能有效的保证游戏时的公平原则。
1.2总电路原理
图1.1系统框图
第二章系统组成
系统有10个LED组成的轮盘，2个555芯片其中第一个555芯片构成单稳态触发器，第2个555芯片构成多谐振荡器，1个CD4017十进制计数器和电阻电容若干等等。
开始前猜测某个LED，然后按下按钮，LED高速旋转，速度逐渐减缓，最后停下已猜中。
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。
CD4017：
CD4017可以在每10个时钟输入周期CO信号完成一次进位，并用作多级计数链的下级脉动时钟。
第三章单元及总电路设计
3.1振荡脉冲发生电路模块
图3.1单稳振荡电路
图3.2无稳态多谐振荡电路
该模块主要有两个555芯片、若干电阻及电容、导线等组成。
第一个555芯片构成单稳振荡电路，可以作为一个计时电路。
第二个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
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3-1所示。
图3.3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。
3.2CD4017时序分配电路模块
该模块（下图3.4）构成一分配/分频器电路。
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③、②、④、⑦、⑩、①、⑤、⑥、⑨脚，故③、②、④、⑦、⑩、①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。
3.3LED显示模块
该模块（下图3.4）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。
图3.4分频器与LED显示模板
3.4总电路设计
图3.4系统原理图
第四章实验调试及故障分析
先仿真模拟测试，得到的结果与课程设计的一样。
于是按电路图开始接线，经过多次的连线成功后，还是没有达到预料的的结果，有一个灯不亮且会出现自动开启和自动停止，检测后发现是有些地方接触不良，经判断是开关问题，换了开关后了，发现不是开关问题，而是会感应，就是把手靠近电路就会自动跑动，拿开就会自动停止，初步怀疑是没接好地，检测到有几个都接错了孔。
但还是没达到预期的目的。
于是一个模块一个模块进行测试，第一个555模块没有输出高电平，怀疑是芯片出问题了，换上另一个555，果然问题出在这。
于是进行下一个模块，发光二极管亮了，正常。
两人一起连线，担心其中一个出错，导致出不来结果。
经过多次的失败后，终于成功了，至于前面几次有个灯不亮，是555芯片的问题。
结论
在这周我们学会了很多，特别是课堂上学不到东西。
在这里我们第一次真正的把学的东西转换成电子厂品。
知道了团队精神的重要性。
通过这次设计，对数字逻辑设计中的逻辑关系有了了一定的认识，对以前学的数字电路又有了一定的认识，温习了以前学的知识，但在设计过程中，碰到了很多问题，有一些知识已经记得不太清楚了，但是通过一些资料又重新的温习了一下数字电路不分的内容。
通过查资料和搜索有关文献，培养了自己的自学认识和动手能力。
并且由原先的被动的接收知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突破，
在实验过程中，不可避免的会出现很多问题，导致不符合实验要求，经过一个一个模块的检测，逐渐找到了原因，培养了我们逐步分析事物的能力。
参考文献
【1】白中英.数字逻辑与数字系统.科学出版社。
2007
【2】张晓林等译。
数字电路原理与设计实例解析。
电子工业出版社。
2003
【3】张秀娟薛庆军等编.数字电子技术基础实验教程。
北京航空航天大学出版社。
2007
【4】吕思忠，施奇云编.数字电路实验与课程设计，哈尔滨；哈尔滨工业大学出版社，2001
【5】MykePredko著张晓林等译.数字电路原理与设计实例解析，电子工业出版社。
2003
【6】赵珂，彭嵩编.脉冲与数字电路实验指导书，南昌航空大学电子信息工程学院实验实践中心，2008
【7】稻叶保。
振荡电路的设计与应用。
科学出版社。
2004。
附录一：
LED猜盘游戏电路实验器材清单
序号
数量
符号及参数
1
1
C1
10uF
RB.1/.2
2
1
C2
10nF
RB.1/.2
3
1
C3
100nF
RB.1/.2
4
1
R1
10KΩ
AXIAL-0.4
5
1
R2
0.68KΩ
AXIAL-0.4
6
1
R3
4.7KΩ
AXIAL-0.4
7
1
R4（滑动变阻器）
100KΩ
AXIAL-0.4
8
1
R5（滑动变阻器）
5KΩ
AXIAL-0.4
9
1
R6
0.1kΩ
VR5
10
2
A1、A2
555
DIP-8
11
1
U1
4017
DIP-16
12
11
D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11
LED-red
XTAL1
13
1
S1
SW-SPST
SIP2
14
若干
导线
略
略
附录二.电路设计原理图
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