LED猜盘游戏报告

1、引言科技是第一生产力，随着电子信息产业的高速发展，当前社会已经进入信息时代，电子信息技术成为当代最活跃、渗透力最强的科学技术，随着我国科学技术的迅速发展和人民生活水平的不断提高，各种信息技术的应用已经进入千家万户，成为现代家庭生活中不可缺少的重要组成部分，而作为一名跨世纪的从事IT专业方面大学生，我们应该为发展作出更大的贡献，不仅要学好理论知识，好要将理论运用于实践，将实践拓展到生活，进一步的造福人类。电子课设是电子信息学习中的一个重要环节，是将理论与实践相结合运用的重要环节，我们应该认真对待，可以很好的锻炼我们的动手操作能力。 猜盘游戏是电子技术一个小小的应用，猜盘游戏功能在生活中运用也很广

2、泛，随着科技的发展，人民生活水平的提高，通过现代通讯设备参与大型电视、网络抽奖活动也愈来愈广泛，该设计就是基于模拟电路和数字逻辑电路知识，采用模块化的思想，使得猜盘游戏的设计也简单方便，而且工作稳定，不仅操作简单，而且在应用中有能做到公平的原则，比如电子摇奖就是一个很好的体现，不仅丰富了人们的生活，还给人们带来更多的乐趣。第一节 设计内容及要求基本要求：系统有10个(或18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,速度逐渐减缓，最后停下已猜中未赢。参考原理：系统由电压控制器(包括自激振荡器+2分频电路)、触发器、加减控制、分频器组成。主要参考元器件：555集成

3、芯片；74LS73，74LS193，74LS154，74LS00；CD4017芯片；元三个用于测量放大，一个用于整形（图中74LS73，74LS193，74LS154，74LS00用CD4017代替）。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。第二节 系统的组成及工作原理 2. 1系统的组成 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

4、一次进位，并用作多级计数链的下级脉动时钟。根据课题设计要求初步建立系统框图，如图2-1所示： 图2-1 系统框图2. 2工作原理 系统由电压控制器（包括自激振荡+2分频电路）、触发器、加减控制、分频器组成。由555芯片构成单稳态触发器，555芯片构成自激多谐振荡器和CD4017构成十进制计数器/分频器组成，通过按键开关产生来控制电路的状态，并通过发光二极管将各种状态显示出来。第三节 各芯片的功能3.1 555芯片 1、单稳态定时器电路，单稳态定时器电路由第一个555芯片构成，由电路本身的要求决定了单稳态的方式。定时的时间由R5和C1决定，脉冲的宽度=1.1R5C1；将555定时器的6号脚和7号

5、脚接在一起，并添加一个电容和一个电阻，就可以构成单稳态触发器。电容接在电源与6号脚之间，电阻接在7号和地之间。这个单稳态触发器是负脉冲触发的，稳态时，这个单稳态触发器输出低电平；暂稳态时，这个触发器输出高电平。电路图如下：图3-1 555芯片原理图 2、自激多谐振荡器电路：自激多谐振荡器电路有第二个555芯片构成，在第一个555产生一定频率的脉冲信号，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。当加上cc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1截止，通过

6、A、B对其充电，2脚电位随上端电压的升高呈指数上升，如波形图3-2所示。图3-2 波形图由555工作特性和其输出周期的计算公式可知，其产生的脉冲周期为： T=0.7(R1+2R2)C3.2 CD4017芯片CD4017构成十进制计数器/分频器CD4017具有10个译码输出端，CP、RP、INH输入端。时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能，对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。INH为低电平时，计数器在时钟上升沿计数；反之，计数功能无效。CR为高电平时，计数器清零。防锁选通，保证了正确的计数顺序。译码输出一般为低电平，只有在对应时钟周期保持高电平。在每10个时钟输入周期C0信号完成一次进位，并

7、用作多级计数链的下级脉冲时钟它的真值表和引脚图如图：图3-3 CD4017引脚图十进制计数分频器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（O0O9）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工作原理图如图3-3所示：图3-3CD4017原理图第四节 方案设计本方案采用的用两个555芯片，另外一个CD4017从左到右第一个555芯片构成单稳态触发器，单稳态触发器

8、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。第二个555芯片构成多谐振动器，其作用是用来输出方波的；第三个作用是实验电路图如图所示：图4-1 系统原理图第五节 实验调试过程及结果 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

9、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。发现问题，及时解决，接通12伏电源，电路能工作，但是会自己停止和启动，很明显是某个地方接触不良，初步判断是按键没有焊牢，经检查，是按键存在问题，换了器件重新焊接好后，接通电源，可先猜测最后停在哪个灯亮，然后按下按钮,LED高速旋转,速度逐渐减缓，最后停下，即可判断是否猜准。 经过多次调试及试验，该课程设计设计成功，实验所得结果完全符合实验要求。该实验设计比较简单，无需过多调试，只要按照正确的设计方案准确安装后就可以正常工作。虽然说制作过程简单，但是要细心，如有差错，因线路错综复杂就会花去不必要的时间在检查线路上面，

10、从而降低实验的效率。第六节 结论在实验设计前，预想能达到的效果是能实现随机停止而达到猜测的功能，经过实验的分析和调试，最后成功的达到了实验设计预想目的。从理论与实际相结合可以发现，LED猜盘游戏的设计主要分为了五个模块：单稳态定时电路模块、自激多谐振荡器电路模块、CD4017构成的十进制计数器/分频器模块、LED显示模块（简称控制电路）和开关控制电路。其中单稳态定时电路模块起到定时的作用；自激多谐振荡器电路模块提供脉冲信号；CD4017构成的十进制计数器/分频器模块实现了脉冲信号的计数；LED显示模块用于将脉冲信号用光的形式显示出来，并且实现高速旋转的功能；开关控制电路用于给电路中的电容充放电

11、。通过实验设计结果，可以肯定，通过这个方案设计的LED猜盘游戏能实现它游戏的功能，因为其随机性，此小设备工作之时能正真体现其公平的原则，可应用于广泛的领域中，实现LED猜盘游戏的价值所在。参考文献1 邱关源，电路，高等教育出版社， 2006年。2 童诗白，模拟电子技术基础，高等教育出版社，20093 阎石，数字电子技术基础，高等教育出版社， 20054 赵珂，彭嵩，脉冲与数字电路实验指导书， 20105 老虎工作室Protel 99SE 入门与提高，人民邮电出版社，2007原件清单（1）、电阻：10K 1个 4.7 K 1个100 K 2个680 1个（2）、滑动变阻器：10 K 1个（3）、

12、按键 1个（4）、电容：10µF 1个10nF 1个100nF 1个（5）、555芯片 2个（6）、CD4017 1个（或者用74LS73，74LS193，74LS154，74LS00代替）（7）、LED指示灯 11个元件共24个摘要据统计，电子游戏是当今人们生活中最普遍的游戏，而转盘游戏在很多规模稍微好一点的游戏城里面随处可见，例如：老虎机，转盘大猜猜LED猜盘游戏是一种事先人为猜测某一个发光二极管会发亮，然后按下弹片开关（可以用导线代替），十个LED按顺序依次发亮，最终停在某一个LED上，玩家在玩游戏之前玩家要事先猜测一个灯亮，若最终经过高速旋转后灯停在玩家猜中的那个上，则玩家算赢了，此LED猜盘游戏采用的是比较简单的模块化结构，555时基电路和十进制计数器/脉冲分配器集成电路两大部分组成，通过555芯片脉冲发生器来实现发生模块，CD4017芯片时序分配电路模块，LED灯为显示模块，通过这些模块构造成猜盘游戏的功能，各模块之间功能独立，构造简单，工作原理通俗易懂，可塑性强，整个电路有两个555芯片都是用来产生方波脉冲，最后通过CD4017芯片使十个发光二极管在开关接触分离后，依次发亮，逐渐停在随机停在某一个发光二极管上。对猜盘游的设计和调试，可以加深对电子专业的理解，提升对专业的分析和判断