湖北轻工职业技术学院随机数生成器实训报告
题目：随机数生成器制作与调试系部：信息工程系
专业：电子信息工程技术
班级：10电信班
姓名：
学号：
指导教师：赵老师
2012年05月10日
目录
一、实验目的 (3)
二、实验要求 (3)
三、骰子的介绍 (3)
四、电路说明 (3)
五、实验电路设计 (4)
六、制作的结果 (9)
七、总结 (10)
八、参考文献： (11)
一、实验目的
1>、掌握时序逻辑电路的设计方法;
2>、理解555定时器芯片的功能和应用方法;
3>、掌握常见集成计数器芯片的功能和应用方法;
4>、掌握基准脉冲发生器的设计方法;
二、实验要求
本随即数生成器通过7个LED实现随机数字1-6的显示，当按下按键后，7个LED循环点亮，之后循环速度越来越慢，并最终随机停止与某个点上，这时LED点亮的个数就是当前的数值。
三、骰子的介绍
1>基本简介：
骰子(tóu zi)，亦作色（shǎi）子，是许多娱乐必不可少的工具之一，比如在永利博或者宝马会里打麻将、牌九等等。这里说的骰子是指纯粹以骰子定输赢的赌博。一般用来赌大小。骰宝是由各闲家向庄家下注。每次下注前，庄家先把三颗骰子放在有盖的器皿内摇晃。当各闲家下注完毕，庄家便打开器皿并派彩。因为最常见的赌注是买骰子点数的大小（总点数为4至10称作小，11至17为大，围骰除外），故也常被称为买大小（Tai-Sai）。
2>、应用领域：
骰子应用十分广泛，现在社会上流行有各种定位骰子、黄金骰子、感应骰子、遥控骰子、5秒骰子等。
一种游戏用具或赌具，用骨头，木头等材质制成的立体小方块，六面分刻着一，二，三，四，五，六点，有的地方称骰子为色子。
现在的骰子有两种颜色的点数，即一点和四点为红色，而其余的都是黑色，其颜色的变化与唐明皇有关。
本实验中我们采用的是随机数生成器通过7个LED实现随机数字1-6的显示，并最终随机停止在某个点上，这时LED点亮的个数就是当前的数值。这样就形成了一个从1-6随机变化的骰子。应用在日常骰子游戏中也是非常方便的，并且由LED来控制，达到了即方便又美观的作用。
四、电路说明
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。7颗发光二极管模拟骰子的点数，当按下启动键1秒以上，发光二极管安骰子的不同点数高速循环点亮，几秒钟后循环速度越来越慢并最终随机停止于某个点上。C1的数值决定延迟时间，C2的数值决定循环速度。电源供电电压为直流5V，
也可以采用3节1.5V 电池供电。
五、实验电路设计
1>、LED 布局图：
实验中按照LED 布局图摆放后，当开关按下一定时间在复元时，往返每一次LED 灯都会显示不同的数字，显示的数字按照我们日常生活中玩的麻将一样，如：显示数字1时，则LED4亮。显示数字2时，则LED2与LED6亮。显示数字3时，则LED2、LED4、LED6亮。显示数字4时，则LED1、LED2、LED6、LED7亮。显示数字5时，则LED1、LED2、LED4、LED6、LED7亮。显示数字6时，则LED1、LED2、LED3、LED5、LED6、LED7亮。
1 3 6 4
2 5 7
2>、555芯片介绍及功能：
555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。
555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555引脚图如下所示。
芯片引脚图：
555的内部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.所以称之为555。
实验中使用NE555集成电路芯片组建一个多谐振荡器，它的作用是用来产生脉冲信号。
通过一个RC 振荡电路，来控制Ra 处的电压值，以此来达到NE555输出的目的。
电路图如图所示：
3>、CD4017C 芯片介绍及功能：
CD4017引脚图:
CD4017引脚功能：
CD4017内部是除10的计数器及二进制对10进制译码电路。CD4017有16支脚，除电源脚VDD及VSS为电源接脚，输入电压范围为3–15V之外，其余接脚为：
A、频率输入脚：CLOCK(Pin14)，为频率信号的输入脚。
B、数据输出脚：
a、 Q1-Q9(Pin3，2，4，7，10，1，5，6，9，11)，为解码后的时进制输出接脚，被计数到的值，其输出为Hi，其余为Lo 电位。
b、CARRY OUT（Pin12），进位脚，当4017计数10个脉冲之后，CARRY OUT 将输出一个脉波，代表产生进位，共串级计数器使用。
D、控制脚：
a、 CLEAR(Pin15)：清除脚或称复位(Reset)脚，当此脚为Hi时，会使CD4017的Q0为”1”，其余Q1-Q9为”0”。
b、CLOCK ENABLE(Pin13)，时序允许脚，当此脚为低电位，CLOCK输入脉波在正缘时，会使CD4017计数，并改变Q1-Q9的输出状态。
实验中使用CD4017主要是用来实现计算功能，当有脉冲信号进入CD4017的CLK端时，CD4017进行计数，当脉冲计数单元停止输出时，CD4017的输出也稳定下来了。
时序图：
4>、三极管在电路中的作用：
实验中用到了两种不同的三极管分别是9012、9013。其中9012为PNP型三极管，
9013为NPN型三极管.
9012管脚图
9013管角图：:
9012、9013在电路中主要是起到放大电路的作用。
5>电源设计：
通过一个二极管对电源进行保护，设计图：
六、制作的结果
焊接好的正面焊接好的反面
调试成功
七、总结
通过这次实训，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。
我在做实训同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，所以在这次实训过程中，我们了解很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，项目做完了，那些问题就迎刃而解了。而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准。所以实训对我们的作用是非常大的。感谢学校能给予我们这样一个制作平台，能够独立地完成一个电子产品的设计，并在这个过程当中，给予我们各种方便，同时也能够将学到的知识应用到
实践中，增强了我们实践操作和动手应用能力，提高了独立思考的能力。
八、参考文献：
书本：电子电路分析制作与调试。
百度搜索。
附表：
元件清单