仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）
设计任务与要求
1．摇奖（号）机操作。在作品显示“0”的情况下开始摇奖（号），用食指触及“触摸电极”（6N137光耦合器的输入负极悬空用来触摸，类似试电笔的原理），瞬间蜂鸣器发出响声（要求5米外可清晰听到），红色发光二极管亮；
2．同时数码管显示快速地按0~9顺序周而复始转换数字（要求此时人眼分辨不清数字及其顺序）；
3．3秒钟后的任一时刻，食指离开“触摸电极”，蜂鸣器立刻停响，表明数码快速转换还需延时数秒（要求大于3秒）钟，一旦红色发光管“熄灭”，数码转换既停并稳定地显示在最后一个数字上，这个数字就是本次摇出的奖品。
二、方案设计与论证
总体分析：用食指触及“触摸电极”相当于接地，这时摇奖机开始工作，所以“触摸电极”相当于总开关；用555定时器构成多谐振荡器产生脉冲，使数码管按0~9周而复始转换数字，需注意脉冲的周期，而食指离开“触摸电极”，数码管还在转动，且发光二极管仍亮，说明还需要一个延时电路，使得电路总开关即使断开，电路仍能继续工作一段时间。
通过分析，结合设计电路性能指标、器件的性价比，本设计电路选择方案二。
三、单元电路设计与参数计算（功能部分电路） 1、555定时器构成单稳态触发电路实现脉冲延时 输出脉冲的宽度Tw等于暂稳态的持续时间，而暂稳态的持续时间取决于外接电阻R和电容C的大小。 Tw≈1.1RC 按要求Tw≈1.1RC＞3s，因此取R=100kΩ，C=33μF,延时时间为3.3s。 2、555定时器构成的多谐振荡器 电路的振荡周期为T=T1+T2=(R1+2R2)Cln2≈0.7（R1+2R2）C 输出脉冲的占空比为q=T1/T=(R1+R2)/(R1+2R2) 当R2>>R1时，q=T1/T≈1/2时，输出为方波。 又因为f=1/T<20Hz，所以取R1=1kΩ，R2=200kΩ，C=0.22μF。 因此，振荡周期为T≈0.062s
功能部分电路如图3所示 
图3 脉冲延时与多谐振荡电路
四、总原理图及元器件清单
1．总原理图 
图4 触摸式一位数显摇奖（号）机电路 2．元件清单 表1 元件清单 五、安装与调试 1.电路安装 按照仿真设计好的原理图买好所需器件，合理布局，确认电路图无误后，再焊接电路板。在焊接过程中，焊接完一部分测试一部分，这样可以避免出错，即使电路出了问题更容易找出哪部分电路错了。在焊接的过程中要注意不要虚焊漏焊，电容和二极管不要接错，注意555定时器的1端接地，8端接电源，3是输出端。需熟悉CD40110为十进制可逆计数器/锁存器/译码器/驱动器，具有加减计数，计数器状态锁存，七段显示译码输出等功能，及其引脚图功能表。 2.电路调试 （1）电源调试 检查电路有没有焊接错误。 （2）功能调试 ①静态调试 首先对照电路图检查有没有焊错以及焊接的器件有没有脱落以及是否有虚焊，然后接上+5v的直流电源，观察电路有没有异样，如芯片有没有冒烟以及发烫等。如果出现异常断开电源，寻找错误，排查故障后在接通电源。 ②动态调试步骤 - 先观察自己有没有什么地方漏焊，焊错，或者虚焊。
- 在确认无误的情况下，将DC的USB线与DC连接再连接充电宝。
- 观察电路板有无异常，如芯片是否发热，电路板是否有异味，若有异常及时拔电，寻找原因。
- 接入+5v直流电压，观察当食指触及“触摸电极”时，蜂鸣器是否立即响，LED灯亮，且数码管上的数字快速转换，食指离开“触摸电极”后，蜂鸣器停响，约3秒后LED灯熄灭，数码转换即停并稳定地显示在最后一个数字上，这个数字就是本次摇出的奖品。
六、性能测试与分析 1.直流电源测试与分析 （1）测试步骤 将5v直流电源的正负极分别接万用表的红黑表笔，观察并记录万用表所显示的数据。 （2）测试数据 电压  （3）数据处理
（4）误差计算 (5.01-5.0)/5.0*100%=0.002% （5）结论分析（包含误差分析） - 结论分析：该5v电源有些许误差，但还在误差允许范围内，符合要求。
- 误差分析：
所用元器件并非是理想的，参数与理论值有一点偏差； 元器件参数容易受温度影响，测量时间过长，导致元件温度升高，产生了一定误差使得测量结果与理论值有点偏差； 测量数据时人为的偶然误差； 焊接电路时焊点处有电阻产生误差； 稳压块不是理想的集成块，导致产生误差； 测量仪器不是理想的仪器导致出现了误差。 2.功能电路测试与分析 （1）测试步骤 确认电路无误后，接入+5v直流电压，当食指触及“触摸电极”时，蜂鸣器立即响，LED灯亮，且数码管上的数字快速转换，食指离开“触摸电极”后，蜂鸣器停响，约4秒后LED灯熄灭，数码转换即停并稳定地显示在最后一个数字上，这个数字就是本次摇出的奖品。 （2）测试数据 延时时间Tw≈3.5s 振荡周期为T≈0.06s （3）数据处理
（4）误差计算 ①555单稳态触发器构成的延时电路 （3.5-3.3）/3.3*100%=0.06% ②555定时器构成的多谐振荡器 (0.065-0.062)/0.062=0.05% （5）结论分析（包含误差分析） - 结论分析：当食指触及“触摸电极”时即相当于接地，使整个电路正常工作，食指离开触摸电极后，由于延时电路的延时功能，LED灯和数码管将继续工作一会儿，当延时停止完成后，LED灯熄灭，数码转换即停并稳定地显示在最后一个数字上，这个数字就是本次摇出的奖品。该电路基本上实现了摇奖机的功能，但由于理论与实际总会存在一些误差，使脉冲的周期及延时电路的延时时间与理论数据有些许偏差。
- 误差分析：
测量数据时人为的偶然误差； 焊接电路时焊点处有电阻产生误差； 芯片并不是理想的芯片，导致产生误差； 焊接电路所用的元器件，如电容和电阻等，实际值与所标值有所不同，造成实验误差； 测量时间过长，导致元件温度升高，产生了一定误差； 实验使用的测量仪器不是理想的仪器，如万用表的精度不高，导致测试结果产生一定的误差。 七、结论 电路组成：该电路由555定时器构成的单稳态电路构成的延时电路，由555定时器构成的多谐振荡器，单稳态触发电路用于脉冲延时，多谐振荡器用于产生脉冲，最后由CD40110芯片计数器计数，再由数码管显示。 实现的功能：当食指触及“触摸电极”时，蜂鸣器立即响，LED灯亮，且数码管上的数字快速转换，食指离开“触摸电极”后，蜂鸣器停响，数秒后LED灯熄灭，数码转换即停并稳定地显示在最后一个数字上，这个数字就是本次摇出的奖，即实现了摇奖功能。 电路的优点及不足：该电路设计得比较简单，电路性能指标、器件的性价比都比方案一高，但是焊接不是特别好，导致有时功能的实现不是特别稳定。 出现的问题：出现漏焊，以及焊点不牢等现象。 总结：本次设计，需要对所用芯片有所了解，且熟悉每一个模块的作用。通过本次设计，加强了我对数字逻辑电路与系统设计的理解，对其应用有了一定的认识，提高了我们综合运用知识的能以及分析问题、解决问题的能力。首先是先理解要求，通过和同学讨论，查阅书籍等，作为参考，确定方案并设计出了电路图，在焊接电路板时，要注意不要虚焊，漏焊等，这是很重要的一步，因为接下来的实验是否成功，焊接的电路板起着很大的作用。在调试的时候，并没有达到预期的效果，没有出现理论的结果，这个时候要细心的检查故障，弄清楚到底是哪里的问题，而不是着急和烦躁，越是那样越不容易检查出错误在哪里。在实验的过程中，存在很多误差，理论和实践有着很大的区别。遇到问题要多思考，结合课本和所学的知识来进行更改调试，通过自己动手调试，加深了印象，使我对课本上的理论知识有了更深一步的理解，也让我知道自己在实践方面有很多的不足，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多课本上学不到的知识，让我懂得了理论与实际相结合时很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的知识与实践结合起来，才能真正的提高自己的实际动手能力和独立思考能力。当然设计的顺利完成要感谢老师的耐心解答以及同学的无私帮助。设计和制作的时候，正是在考验着一个人的耐心和细心，认真遵循注意事项，必要时充分利用网络资源，虚心询问老师和同学。在今后的学习中为了帮助我们理解知识，学会应用，我们应当多做设计，以此增强我们独立思考，自主学习的能力。
九、作品图片 
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