課程設計說明書
課程設計名稱： 數字邏輯課程設計
課程設計題目： led猜盤遊戲
學院名稱： 資訊工程學院
專業： 電腦科學與技術班級： 090452
學號： 09045219姓名： 況一龍
評分教師： 鄧謙老師
20 11 年 7 月 3 日
摘要猜盤遊戲是一種很有趣的遊戲，可以豐富人們的生活，在一些大城市遊戲城裡可以看到，像***，轉盤大猜猜……。本課程設計設計的led猜盤遊戲雖然結構簡單，但原理跟它們的一樣。
該猜盤遊戲採用比較簡單的模組化結構：555晶元時鐘振盪脈衝發生電路模組、cd4017晶元時序分配電路模組、led顯示模組。2個555晶元乙個負責產生振盪電壓，另乙個產生方波，555會控制最後猜盤中的某個燈亮。
555的輸出接cd4017的使能端，通過控制cd401710個led發光二極體能夠按照次序乙個乙個迴圈去亮。該三部分電路功能獨立，構造簡單，可塑性強。
led猜盤遊戲使用簡單，工作穩定，將其運用的**類活動中，人們可以等到公正公平。通過對猜盤遊戲的設計和除錯來進一步提公升理論與實踐相結合的能力，鞏固和加強對數字邏輯知識的認識。
關鍵字：led，555晶元，cd4017晶元。
目錄前言4
第一章設要求及原理5
1.1 設計要求5
1.2 總電路原理5
第二章系統組成6
第三章單元及電路設計7
3.1振盪脈衝發生電路模組7
3.2 cd4017時序分配電路模組8
3.3 led顯示模組9
3.4 電路總體設計10
第四章實驗除錯及故障分析11
實驗結論12
參考文獻13
附錄一14
附錄二15
前言led猜盤遊戲應用廣泛，從以前的***發展到現在流行的網路**活動，，可見led猜盤遊戲的應用將會隨著時代前進而會有更多的用途。作為二十一世紀的大學生，生長在電子產品的步步更新，電子技術已經成為主導作用的時代，應該與時俱進，將理論知識與實踐聯絡起來運用到生活當中去。課設是電子技術學習中非常重的乙個環節，是將理論與實踐相結合的環節，是真正鍛鍊學生實踐能力的環節。
本課設設計led猜盤遊戲要求有10個（或18個）發光二極體組成的燈盤高速旋轉，先猜最後哪個燈會亮，然後按下開關經高速旋轉後慢慢停下，最後只剩一盞燈亮，猜中為贏家。該電路工作穩定，簡單，易於操作。
第一章設計要求及原理
1.1 設計要求
【基本要求】 系統有10個（或18個）led燈組成輪盤，開始前，先猜測某個led，然後按下按鈕，led告訴旋轉，速度將逐漸減弱，最後停下已猜中未贏。
【主要參考元器件】 ne555晶元 cd4017晶元 b鍵開關發光二極體等
該課程設計題目是led猜盤遊戲。該系統的應用著重在led燈高速旋轉的，然後開關停止按鍵後逐漸停在某個上，著重停止後的隨機性，才能有效的保證遊戲時的公平原則。
1.2 總電路原理
圖1.1 系統框圖
第二章系統組成
系統有10個led組成的輪盤，2個555晶元其中第乙個555晶元構成單穩態觸發器，第2個555晶元構成多諧振盪器，1個cd4017十進位制計數器和電阻電容若干等等。開始前猜測某個led，然後按下按鈕，led高速旋轉，速度逐漸減緩，最後停下已猜中。
系統組成器件：
555晶元；
「555」晶元是一種中規模積體電路，只要在外部配上適當阻容元件，就可以方便地構成脈衝產生和整形電路。
cd4017：
cd4017可以在每10個時鐘輸入週期co訊號完成一次進製，並用作多級計數鏈的下級脈動時鐘。
第三章單元及總電路設計
3.1 振盪脈衝發生電路模組
圖 3.1 單穩振盪電路
圖3.2無穩態多諧振盪電路
該模組主要有兩個555晶元、若干電阻及電容、導線等組成。第乙個555晶元構成單穩振盪電路，可以作為乙個計時電路。第二個555晶元構成無穩態多諧振盪電路。
可以作為乙個方波產生器電路，它的4腳接上了第乙個555晶元輸出的高電平，促發產生方波。與單穩模式不同之處僅在於觸發端(2腳)接在充、放電迴路的電容c上，而不是受外部觸發控制。當加上ｖcc電壓後，由於c上端電壓不能突變，故555處於置位狀態，輸出端（3）腳呈高電平「1」，而內部的放電管ｖｔ1截止，ｃ通過ｒa、ｒb對其充電，2腳電位隨ｃ上端電壓的公升高呈指數上公升，如波形圖3-1所示。
圖 3.3 波形圖
當ｃ上的電壓隨時間增加，達到vcc閾值電平（6腳）時，上比較器a1翻轉，使rs觸發器置位，經緩衝級倒相，輸出vo呈低電平「0」。此時，放電管vt1飽和導通，c上的電荷經rb至vt1放電。當c放電使其電壓降至vcc觸發電平（2腳）時，比較器a2翻轉，rs觸發器復位，經倒相後，使輸出端（3腳）呈高電平「1」。
以上過程重複出現，形成無穩態多諧振蕩。
3.2 cd4017時序分配電路模組
該模組（下圖 3.4）構成一分配/分頻器電路。cd4017，其內部由計數器及解碼器兩部分組成，由解碼輸出實現對脈衝訊號的分配，整個輸出時序就是o0、o1、o2、…、o9依次出現與時鐘同步的高電平，寬度等於時鐘週期。
cd4017有10個輸出端（o0～o9）和1個進製輸出端～o5-9。每輸入10個計數脈衝，～o5-9就可得到1個進製正脈衝，該進製輸出訊號可作為下一級的時鐘訊號。cd4017輸出高電平的順序分別是腳，故腳的高電平使9個二極體按順序發光，若要改變發光二極體的閃光速度，可改變電容c3的大小。
3.3 led顯示模組
該模組（下圖3.4）接受出自整個電路產生的高電平，由於是分頻器cd4017產生的高電平，所以是個發光二極體一次接受來自它產生的高電平，逐一閃亮並以此為迴圈，周而復始。但發光二極體亮度和閃光速度受到前面電路中電阻和電容的影響，我們可以自由調節。
圖3.4 分頻器與led顯示模板
3.4 總電路設計
圖 3.4 系統原理圖
第四章實驗除錯及故障分析
先**模擬測試，得到的結果與課程設計的一樣。於是按電路圖開始接線，經過多次的連線成功後，還是沒有達到預料的的結果，有乙個燈不亮且會出現自動開啟和自動停止，檢測後發現是有些地方接觸不良，經判斷是開關問題，換了開關後了，發現不是開關問題，而是會感應，就是把手靠近電路就會自動跑動，拿開就會自動停止，初步懷疑是沒接好地，檢測到有幾個都接錯了孔。但還是沒達到預期的目的。
於是乙個模組乙個模組進行測試，第乙個555模組沒有輸出高電平，懷疑是晶元出問題了，換上另乙個555，果然問題出在這。於是進行下乙個模組，發光二極體亮了，正常。兩人一起連線，擔心其中乙個出錯，導致出不來結果。
經過多次的失敗後，終於成功了，至於前面幾次有個燈不亮，是555晶元的問題。
結論在這週我們學會了很多，特別是課堂上學不到東西。在這裡我們第一次真正的把學的東西轉換成電子廠品。知道了團隊精神的重要性。
通過這次設計，對數字邏輯設計中的邏輯關係有了了一定的認識，對以前學的數位電路又有了一定的認識，溫習了以前學的知識，但在設計過程中，碰到了很多問題，有一些知識已經記得不太清楚了，但是通過一些資料又重新的溫習了一下數位電路不分的內容。
通過查資料和搜尋有關文獻，培養了自己的自學認識和動手能力。並且由原先的被動的接收知識轉換為主動的尋求知識，這可以說是學習方法上的乙個很大的突破，
在實驗過程中，不可避免的會出現很多問題，導致不符合實驗要求，經過乙個乙個模組的檢測，逐漸找到了原因，培養了我們逐步分析事物的能力。
參考文獻
【1】 白中英.數字邏輯與數字系統.科學出版社。2007
【2】 張曉林等譯。數位電路原理與設計例項解析。電子工業出版社。2003
【3】 張秀娟薛慶軍等編.數字電子技術基礎實驗教程。北京航空航天大學出版社。2007
【4】 呂思忠，施奇雲編.數位電路實驗與課程設計，哈爾濱；哈爾濱工業大學出版社，2001
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【6】 趙珂，彭嵩編.脈衝與數位電路實驗指導書，南昌航空大學電子資訊工程學院實驗實踐中心，2008
【7】 稻葉保。 振盪電路的設計與應用。科學出版社。2004。
附錄一：led猜盤遊戲電路實驗器材清單
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