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1、数字电子技术课程设计——数字投弹机专业：电气工程及其自动化班级：04-2姓名：指导老师：目录12一、目录………………………………………………….1二、设计内容及要求…………………………………….2三、方案比较论证与选择……………………………….3四、设计原理及参考电路……………………………….4五、器件的选择及其原理分析………………………….5六、电路性能特点……………………………………….9七、设备及元件清单…………………………………….9八、设计总结及心得会………………………………….10九、参考文献…………………………………………….11数字投弹机设计12数字电子技术是当前发展最快的
2、学科之一，数字逻辑器件已从60年代的小规模集成电路（SSI）发展到目前的中、大规模集成电路（MSI、LSI）及超大规模集成电（VLSI）。相应地，数字逻辑电路的设计方法在不断地演变和发展，由原来的单一的硬件逻辑设计发展成三个分支，即硬件逻辑设计（中、小规模集成器件）、软件逻辑设计（软件组装的LSI和VSI，如微处理器、单片机等）及兼有二者优点的专用集成电路（ASIC）设计。投弹游戏机是采用中、小规模集成器件IC555,CD4017及CD4001等元器件设计而成.投弹游戏机是由555芯片组成无稳多谐振荡器产生时钟脉冲,经CD4017十进制计数器,使10个LED顺次点亮,在LED点亮的同时如果
3、小球投中移动的目标,就会产生一驱动信号,触发R-S触发器和延时电路,延时约5秒,再经音频振荡器,产生1000Hz左右的音频信号.游戏者可以手持小球站在投弹游戏机前面,如果小球投中移动的目标,就会自动发出祝贺音响,极富情趣.一、设计容及要求设计题目：数字投弹游戏机设计任务：(1)、复习数字系统设计基础。(2)、分析无稳态多谐振荡器、十进制计数器、R-S触发器、音频震荡器、喇叭驱动电路的工作原理。（3）、根据下面所选择的方案，由数字投弹机的系统杠图，画出完整的电路图。12基本要求：10个LED顺序点亮，如果能在点亮的同时将小球投中，则发出1000Hz的庆贺声。系统由无稳态多谐振荡器，十进制计数
4、器，R-S触发器电路,音频震荡器，喇叭驱动电路组成。参考元器件：555、CD4017、CD4001二、方案的比较论证与选择满足上述设计要功能可以实施的方案很多,现提出下面两种方案.方案Ⅰ如图-1所示,图中各部分的作用如下:555脉冲形成电路十进制移位计数器LED显示按钮延时电路无稳音频振荡器扬声器图-11)555脉冲形成电路由555芯片、电阻和电容组成占空比可调的无稳态多谐振荡器,产生时钟脉冲.2)十进制移位计数器使10个LED顺次点亮.3)LED显示4)按钮在小球投中时,产生一脉冲信号.5)延时电路产生的脉冲信号,经延时电路延时5秒左右,以驱动音频振荡器.6)无稳音频振荡器振荡产生100
5、0Hz左右的音频信号.127)扬声器发出小球投中的“祝贺”音响.方案Ⅱ如图-2所示,该方案除传感器和555音频振荡器外,其他部分,均与方案Ⅰ相同.555脉冲形成电路十进制移位计数器LED显示传感器延时电路555音频振荡器扬声器图-21)传感器:接收小球投中的信号,并传给下一级电路.2)555音频振荡器:由555芯片产生一1000Hz左右的音频信号.方案Ⅰ结构简单,易于实现,但精度底;方案Ⅱ电路结构复杂,成本高,精度也高.根据设计要求,在满足设计要求的前提条件下,应尽量简化电路,降低成本,故选择方案Ⅰ.三、设计原理及参考电路电路原理：IC1（555）和R1、RP1、RP2、C1等组成无稳态多
6、谐振荡器（原理图见附图）。在电源电压下，产生一矩形脉冲，频率f=1.44/（R1+RP1+RP2）C1占空比q=tw1/T=(R1+RP2)/(R1+RP1+RP2)12其频率和占空比可通过调节RP1、RP2来改变。IC2采用十进制计数器/脉冲分配器，在IC1输出的脉冲方波作用下，IC2的Q0输出端依次出现宽度为T=1/f的高频脉冲，与此相应的LED1～LEB10依次发光。IC3为四2输入端或非门，IC3-1、IC3-2组成RS触发器，与R7、R8、C5组成延时电路，当小球投中与二极管（LED1～LED10中某个）对应的开关（K2～K11中的某个）闭合IC3-2的输入端6脚呈高电平，使RS
7、触发器翻转并产生约5秒钟左右的延时，IC3-2的4脚呈低电平，使由IC3-3、IC3-4、R11、C6组成的音频振荡器起振，发出约1000HZ的振荡信号，经VT推动扬声器发出“祝贺”音响，表明击中的指示灯亮了，调节RP1、RP2可改变所亮指示灯的移动速度。三、器件的选择及其原理分析a、555器件的选择：555芯片是一种模拟-数字混合电路芯片，555定时器如图所示：它是由与非门和两个电压比较器及其他元件组成集成块经常用来构
