最新基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)電骰子設(shè)計(jì)與制作(編輯修改稿)
2025-07-20 23:04 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的話，可以采用7段的LED。也可以利用LED燈光表示器表現(xiàn)骰39。子的點(diǎn)。用6個(gè)LED分別作為l到6的數(shù)字，只需要1個(gè)LED發(fā)光，聯(lián)系到實(shí)際的應(yīng)用，我們考慮采用形狀更像骰子的電骰子。圖31表示骰子點(diǎn)數(shù)的形狀。如果能夠用LED來表示這種點(diǎn)數(shù)的形狀，看起來就很接近真實(shí)的骰子了。 圖31 骰子的點(diǎn)數(shù) 把7個(gè)LED排列成骰子點(diǎn)數(shù)的形狀，就可以利用LED的發(fā)光表示數(shù)字。圖32是用LED的發(fā)光表示點(diǎn)數(shù)的例子。使發(fā)光部分LED的配置接近本來骰子的點(diǎn)數(shù)形狀，讓哪些LED發(fā)光則由電子電路來決定。 圖32 電骰子的LED發(fā)光例 單元電路設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算及元器件選擇 總的設(shè)計(jì)原理圖如下所示：圖41是一例根據(jù)功能畫出框圖的考慮方法。這是進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)很重要的一個(gè)步驟，圖42是基于基本功能所畫出的框圖。摁下開關(guān)相當(dāng)于搖動(dòng)骰子的動(dòng)作。不過在這里是作為計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘控制電路在起作用。就是說，只有在時(shí)鐘控制電路的輸出為“H時(shí)計(jì)數(shù)器的輸出才發(fā)生變化。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)動(dòng)作（計(jì)算數(shù)字）是由是否輸入了時(shí)鐘決定的。就是說，給計(jì)數(shù)器輸入時(shí)鐘的時(shí)間就相當(dāng)于骰子搖動(dòng)的時(shí)間。計(jì)數(shù)器采用六進(jìn)制計(jì)數(shù)器。骰子的點(diǎn)數(shù)有6種，所以只要有6種輸出狀態(tài)就可以了。必須根據(jù)計(jì)數(shù)器的6種輸出狀態(tài)。 圖41 從基本功能到框圖 圖42 電骰子的框圖 、時(shí)鐘控制電路部分 時(shí)鐘是進(jìn)入計(jì)數(shù)器還是停止是利用RC時(shí)常數(shù)電路進(jìn)行控制的。 當(dāng)按鈕開關(guān)接通時(shí)，10μF電容器上的電荷變?yōu)?。然后電流通過與+5V連接的l00kΩ電阻流過開關(guān)。這樣一來反相器的輸入成為“L”電平，于是輸出變?yōu)椤癏”。所以當(dāng)控制時(shí)鐘的NAND門開啟時(shí)，來自振蕩器的時(shí)鐘就供給計(jì)數(shù)器。如果開關(guān)斷開，來自+5V的電流通過l00kΩ的電阻流向10μF的電容器，使電位逐漸上升。如果電容器上的電位越過反相器的閾值電平，輸出就變?yōu)椤癓”，控制時(shí)鐘的NAND門就關(guān)閉，于是時(shí)鐘停止向計(jì)數(shù)器輸入。 圖43 時(shí)鐘控制電路用的RC時(shí)常數(shù)電路、由555定時(shí)器構(gòu)成的振蕩電路部分： 如圖44，由555定時(shí)器和外接元件R1，R2，C構(gòu)成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外加觸發(fā)信號(hào)，利用電源通過R1,R2向C充電以及C通過R2向放電端Ct放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容C在1/3Vcc和2/3Vcc之間充電和放電，其波形如圖44所示。輸出信號(hào)的時(shí)間參數(shù)是 T=Tw1+Tw2 Twl =(R1+R2)C, Tw2= 555電路要求R1與R2均應(yīng)大于或等于1KΩ，但R1+ 外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555定時(shí)器配以少量的元件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強(qiáng)的功率輸出能力。因此這種形式的多諧振蕩器應(yīng)用很廣。 本次試驗(yàn)中C為10μF，R1為固定阻值10KΩ，R2為電位器阻值范圍為0~10KΩ,但考慮到555電路要求R1與R2均應(yīng)大于或等于1KΩ，故R2在這里的調(diào)節(jié)范圍為1~10KΩ，因此555能提供的周期為 T=Tw1+Tw2 =(R1+R2)C+ R2=1KΩ時(shí) T= R2=10KΩ時(shí) T= ，即頻率大概為5~12HZ。 圖44 555構(gòu)成的多諧振蕩器、六進(jìn)制計(jì)數(shù)器部分用D觸發(fā)器制作6進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)，是把觸發(fā)器并列對(duì)它的輸出解碼，當(dāng)輸出為6時(shí)對(duì)整個(gè)計(jì)數(shù)器復(fù)位。圖45是電骰子用計(jì)數(shù)器的電路設(shè)計(jì)圖。圖45 電骰子用計(jì)數(shù)器的電路設(shè)計(jì)圖三個(gè)D觸發(fā)器構(gòu)成的6進(jìn)制計(jì)數(shù)器，可以得到由000~111的八種狀態(tài)，但對(duì)電骰子電路來說，只
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