《数字电子技术》课程设计题目学生姓名专业班级学号院（系）指导教师完成时间目录1设计目的 (1)2设计任务与要求 (1)3 设计方案与论证 (1)3.1设计方案 (1)3.2 设计论证 (2)4设计原理及功能说明 (2)4.1设计原理 (2)4.2功能说明 (2)5单元电路的设计 (5)6硬件的制作与调试 (7)7总结与体会 (8)参考文献 (9)附录1：总体电路原理图 (10)附录2：制作实物图 (12)附录3：元器件清单 (14)1设计目的本次设计主要锻炼我们的动手能力和思考能力的目的，把所学知识与实际相结合。

学生通过理论设计和实际制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《数字电子技术》一书中所学的理论知识和实验技能，掌握模拟电子系统的一般设计方法，提高设计能力和实际动手能力，为以后从事电子产品打下良好的基础。

提高学生的就业竞争力，激发我校大学生事实就是刻苦钻研，发扬团队合作精神，培养我们的创新思维和动手实践能力。

加强我们对专业前沿技术的学习和能力的培养。

例如：焊接技术，自我解决问题的能力。

同时在设计以及实践的过程中不仅可以充分运用所学知识于实际中，还可锻炼我们的思维能力和知识拓展能完成力，调动以后学习电子信息技术的积极性。

2设计任务与要求1.1使用逻辑门电路、集成芯片及555定时器等器件设计完成电子幸运转盘的设计；2.2按动开关后，转盘LED循环显示，速度逐渐减慢，最后随机挺到某一个LED灯上。

3 设计方案与论证3.1设计方案根据电子幸运转盘的功能要求，将电路划分为四个单元功能模块，即时钟信号发生模块、译码驱动LED 数码管显示模块、十进制计数模块和开关等逻辑控制。

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。

可以将每颗灯旁边标上幸运物品作为摇奖器。

脉冲产生器由NE555及外围元件构成多谐振荡器，当按下按键S1时Q1导通，NE555的3脚输出脉冲，则CI4017的10个输出端轮流输出高电平驱动10只LED轮流发光。

松开按键后，由于有电容C1的存在，Q1不会立即截止，随着C1两端电压的下降，Q1的导通程序逐渐减弱，3脚输出脉冲的频率变慢，LED移动频率也随之变慢。

最后当C1放电结束后。

Q1截止，NE555的3脚不再输出脉冲，LED停止移动。

3.2设计论证若当按下开关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停于某颗灯上。

重复试验，停留的位置随机。

则设计成功,否则,设计失败。

4设计原理及功能说明4.1设计原理脉冲产生器由NE555及外围元件构成多谐振荡器当按下按键S1时Q1导通，NE555的3脚输出脉冲，则CD4017的10个输出端轮流输出高电平驱动10只LED轮流发光。

松开按键后,由于有电容C1的存在,Q1不会立即截止,随着C1两端电压的下降，Q1的导通程序逐渐减弱，3脚输出脉冲的频率变慢，LED移动频率也随之变慢。

最后当C1放电结束后。

Q1截止，NE555的3脚不再输出脉冲，LED停止移动。

一次“开奖”过程就这样完成了。

R2决定LED移动速度，C1决定等待“开奖”的时间。

4.2功能说明CD4017与NE555的原理及其在电路中的作用4017是一个十进计数器集成电路，是十进制计数、分频器，它的内部由计数器及译码器两部分组成。

16脚以及8脚分别为正及负电源接脚可在3-18Vxxx下工作。

14是始终脉冲输入端，每当输入由低电位约0V，转高电位时令输出端依次序轮流输出高电位。

13端是输入时钟脉冲控制端，一般接低电位，若接高电位会使14端暂停作用。

15端是置零端，一般接零电位，若接高单位则是输出置零，既Q0输出端3永远为高单位，12端是进位端，用来接下一个十进计数器用变成双为计数器，现在的电路不用，故空接。

CD4017的内部结构图如下图4.2.1所示。

图4.2-1 CD4017的引脚图图4.2-2CD4017的内部结构图555定时器由3个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。

虚线边沿标注的数字为管脚号。

其中1脚为接地端，2脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲，6脚为高电平触发端,由此输入高电平触发脉冲4脚为复位端，输入负脉冲，或使其电压低于0.7V，可使555定时器直接复位，5脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时经0.01uF的电容接地，以防止引入干扰，7脚为放电端，555定时器输出低电平时，放电晶体管TD导通，外接电容元件通过TD放电，3脚为输出端,输出高电压约低于电源电压1V—3V，输出电流可达200mA，因此可直接驱动继电器、发光二极管、指示灯等，8脚为电源端，可在5V—18V范围内使用。

NE555的内部电路如图2.2.2所示。

图4.2-3 NE555引脚图图4.2-4 NE555电路的内部结构在4017的14端接上一脉冲产生器便可成为电子幸运转盘。

脉冲产生器是一个用计时器集成电路555设计而成的无稳态多谐波振荡器，产生高低变化不停得方形脉冲波。

当按一下按钮式开关PB SW时，C1会及时充电至电源电压9V，此电压经晶体管TR缓冲放大器后施加在IC2 555无稳态多谐波振荡器的重置端上，令其开始震荡,在第三端输出方波脉冲。

当按钮式开关放开后，C1会经R1放电其电压徐徐下降，IC3第4端的电压变得很低，令震荡停止，第三端停止输出方波脉冲。

5单元电路的设计电源装置：一般情况下，我们使用的电源信号都是交流电源即220V,50HZ。

而我们所设计的幸运大转盘所采用的5V直流电源信号，由于这种信号不是很常见，所以我们应设计信号转换装置。

在此我们选用220V的转换为5V的电压，此装置包括变压器、整流电路、稳幅。

其整流电路是单相桥式整流电路，稳幅电路是一个三端集成稳压管。

若实现稳压电源，首先就要就电路进行稳压。

在稳压方面可选用变压器来完成。

由输入交流电压变为直流则须对电路进行整流。

本次设计选用全波桥式整流电路进行整流，然后要对输入的电压进行调节，在调节方面可选用可调节三端正电压稳压器进行调节LM317。

通过整流后得电流幅值变化很大，所以需要用电容对电流进行滤波。

如此下去，便得到全波整流电压。

应用电路设计：设计电子幸运转盘，主题是NE55和CD4017的连接装置，从电路图到实际电路的转换，需要注意元器件的串并联。

4017是一个十进计数器集成电路，16脚及8脚分别为正及负电源接脚，可在3-18 V下工作。

14脚是时钟脉冲输入端，每当输入由低电位(约0V)转高电位(近正电源电压)时令输出脚(共十脚)，依次序轮流输出高电位。

13脚是输入时钟脉冲控制端，一般接低电位，若接高电位会令14脚暂停作用。

15脚是置零脚，一般接零电位，若接高电位则使输出置零，即Q0输出脚”3”永远为高电位，失去计数作用。

12脚是进位脚,用来接下一个十进计数器用变成双位计数器现在的电路不用，故空接。

在4017的14脚接上一脉冲产生器便可成为电子幸运轮盘。

脉冲产生器是一个用定时器集成电路555设计而成的无稳态多谐波(方波)振荡器，产生高低变化不停的方型脉冲波。

当按一下按钮式开关时，C1会实时充电至电源电压9V，此电压经晶体管(TR)缓冲放大器后施加在IC555无稳态多谐波(方波)振荡器的重置脚即4脚上，令其开始振荡，在第3脚输出方波脉冲。

当按钮式开关放开后，C1会经R1放电，其电压徐徐下降，IC2第4脚的电压也跟随下降。

在一定的时间后(由C1乘R1的时间常数决定,一般约十秒内)，IC2第4脚的电压变得很低，令振荡停止，第3脚停止输出方波脉冲。

IC2 555在动时，第3脚输出约等于电源电压的高位电压，经6硬件的制作与调试当作品完成后,我们首先进行各种各样的检测。

实践证明一个电子装置，即使按照设计的电路参数进行安装，在测试的过程中也难以达到预期的效果。

根据此完成的电路图印刷出电路板，进行电路板的腐蚀打孔上元器件等一系列的工作后得到了计的电路板。

在PCB板的制作中要注意许多细节问题，例如元器件的摆放及线路布置腐蚀的时间控制，焊接时不能熔断电路板的线路等等。

若有细小的不注意就会使得印刷出的电路板出现问题，所以在此过程中我们特别细心。

一旦出现问题就会使得打出的空的大小与元器件的大小不相符合,在电路板上修改会造成许多不必要的麻烦，最后会因为不清楚元器件的焊接点,使得整个电路报废。

其它方面的问题，自己在制作过程中也得注意，这样才能让电路更加完善减小错误出现的概率。

经过认真处理后，得到实物图。

根据原理发现问题，找到解决问题的方法，发现元器件的选择规格不够精确。

过反复调试后，采取有效的措施加以改进使装置达到预定的技术指标。

经调试试验后发现该作品基本能达到预期效果。

7总结与体会为期两周的数电课程设计就要结束，如白驹过隙一般。

时间虽短但是却受益匪浅。

这两周是汗水和欢乐交织的时光。

前一周我们学习了电子元器件的应用和电子电路的仿真。

繁琐的元器件让我们头晕目眩、电子电路仿真复杂的步骤让我们力不从心，但是在老师细心地教导和我们不断努力下，我们克服了种种的困难。

最终完成了我们要完成的数电课程设计题目---电子幸运转盘游戏机接下来的一周就是实物的焊接和调试。

我们组的一个代表去市区购买了我们课程设计所需的元器件。

我们开始创造我们的“奇迹”。

焊接的过程可谓是心酸苦痛，不仅要闻着那难闻的气味，而且一不小心就会被电烙铁给亲一下，烤肉味骤然升起。

不管怎么说，在经过两天时间的搏斗下，产品问世了。

产品的问世本来应该是值得庆祝的事情，但是我们却乐不起来，因为产品没有完全成功。

于是，我们又开始了艰辛的调试生涯。

产品的调试就像父母管教孩子，不敢太重，但又不得不下手，之间这种纠结的心理也只有本人才能理解吧。

最终，我们的产品终于健康成长。

这将归功与带我们的老师，在老师不厌其烦的教导下，在我们一次又一次的调试下，“奇迹”终于被创造。

经过这两周的课程设计，我能更深刻的体会为人师表的不容易，也更切实的知道团结的力量，也更明白成功需要坚持不懈。

参考文献[1]阎石主编《数字电子技术基础》清华大学出版社 2006年[2] 鲍家元、毛文林《数字逻辑》高等教育出版社 2003年[3] 唐志宏、韩振振《数字电路与系统》北京邮电大学出版社 2008年[4]白中英《数字逻辑与数字系统》科学出版社 2009年[5].邱关源.《电路》第五版高等教育出版社[6].杨全科.《模拟电子技术基础》高等教育出版社[7]. 阎石.《数字电子技术基础》 (第五版) 高等教育出版社[8].伊仕.《电工电子工程基础》华中科技大学出版社附录1：总体电路原理图图1-1电子仿真图图1-2 DXP仿真图附录2：制作实物图图2-1实物图正面图2-2实物图背面附录3：元器件清单。