汽車尾燈課程設(shè)計(jì)

1、學(xué) 號(hào)： 課 程 設(shè) 計(jì)題 目汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì)與制作學(xué) 院 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 指導(dǎo)教師 2011年7月8日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 工作單位： 題 目: 汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì)與制作 初始條件：（1）汽車尾部左右各三個(gè)燈；（2）汽車正常行駛時(shí)全滅；（3）左轉(zhuǎn)時(shí)左邊三個(gè)燈循環(huán)點(diǎn)亮；（4）右轉(zhuǎn)時(shí)右邊三個(gè)燈循環(huán)點(diǎn)亮；（5）剎車時(shí)所有燈同時(shí)閃動(dòng)。要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說(shuō)明書撰寫等具體要求）（1） 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求；（2） 方案比較及認(rèn)證；（3） 系統(tǒng)框圖，原理說(shuō)明；（4） 硬件原理，完整電路圖，采用器件的功能說(shuō)明；（5） 調(diào)試記錄及結(jié)

2、果分析；（6） 對(duì)成果的評(píng)價(jià)及改進(jìn)方法；（7） 總結(jié)（收獲及體會(huì)）；（8） 參考資料；（9） 附錄：器件表，芯片資料。時(shí)間安排：6月27日6月30日：明確課題，收集資料，方案確定，仿真；7月1日7月4日：硬件電路制作與調(diào)試；7月5日7月8日；報(bào)告撰寫，交設(shè)計(jì)報(bào)告，答辯。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 目 錄1 緒論22 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求32.1設(shè)計(jì)題目32.2具體要求33 電路方案比較44 單元電路設(shè)計(jì)74.1功能描述74.1.1汽車尾燈顯示狀態(tài)與汽車運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系74.1.2汽車尾燈控制器功能描述74.1.3繪圖相關(guān)軟件簡(jiǎn)介74.2原理模塊圖84.2.1脈沖電路的

3、設(shè)計(jì)94.2.2開關(guān)控制電路的設(shè)計(jì)104.2.3三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)114.2.4譯碼電路的設(shè)計(jì)134.2.5尾燈顯示電路設(shè)計(jì)165 仿真175.1仿真軟件介紹175.2仿真結(jié)果及分析176 電路制作與調(diào)試196.1制作初始條件196.1.1電路元件196.1.2電路連接輔助工具196.2 電路的制作與調(diào)試197 小結(jié)20參考文獻(xiàn)21武漢理工大學(xué)電工電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書摘 要本課程設(shè)計(jì)主要介紹了一種簡(jiǎn)便的汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì)方法，主要解決如何更加靈活的利用汽以發(fā)車光二極管為顯示電路的尾燈控制器控制左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和急剎車等信息。通過(guò)設(shè)計(jì)該電路，熟悉模擬電路、數(shù)字電路、電路基礎(chǔ)和邏輯設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)

4、。設(shè)計(jì)思路包括5個(gè)部分：脈沖電路的設(shè)計(jì)、開關(guān)控制電路的設(shè)計(jì) 、三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)、譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)、尾燈狀態(tài)顯示電路的設(shè)計(jì)。 關(guān)鍵字：汽車 尾燈 譯碼汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì)與制作1 緒論本次電工電子課程設(shè)計(jì)主要運(yùn)用了數(shù)字電子技術(shù)和模擬電子技術(shù)課程以及電路基礎(chǔ)課程部分的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，其中電子技術(shù)基礎(chǔ)與電路原理為我們電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生比較重要的課程，此次課程設(shè)計(jì)的目的是一方面使我們能夠進(jìn)一步理解課程內(nèi)容，基本掌握數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試的方法，增加集成電路應(yīng)用知識(shí)，培養(yǎng)我們的實(shí)際動(dòng)手能力以及分析、解決問(wèn)題的能力。另一方面也使我們更好地鞏固和加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)中小型數(shù)字系統(tǒng)的

5、方法，獨(dú)立完成調(diào)試過(guò)程，增強(qiáng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高電路分析和設(shè)計(jì)能力，通過(guò)實(shí)踐引導(dǎo)我們?cè)诶碚撝笇?dǎo)下有所創(chuàng)新，為專業(yè)課的學(xué)習(xí)和日后工程實(shí)踐奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本次課程設(shè)計(jì)我們小組的題目是汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì)與制作，需要完成的任務(wù)是利用所學(xué)的電子技術(shù)課程和電路基本知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)4種狀態(tài)來(lái)控制汽車尾燈的4種狀態(tài)，電路雖然比較簡(jiǎn)單，但還是具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義。  本次課程設(shè)計(jì)還需要我們更加熟練的運(yùn)用一些輔助設(shè)計(jì)軟件，如Altium designer（主要繪制電路原理圖）、AutoCAD（主要繪制原理框圖）、Proteus （主要用于電路仿真）、Word（主要用于論文的撰寫）,這次課

6、程設(shè)計(jì)一方面可以加深我們的對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)，另一方面也可以提高我們考慮問(wèn)題的全面性，將理論知識(shí)上升到一個(gè)實(shí)踐的階段。課程設(shè)計(jì)是我們工科學(xué)生面對(duì)的重要課題，經(jīng)歷這個(gè)過(guò)程才能真切感受到工科的魅力，拉近與實(shí)踐之間的距離。2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求2.1設(shè)計(jì)題目題目：汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì)與制作 （1）汽車尾部左右各三個(gè)燈；（2）汽車正常行駛時(shí)全滅；（3）左轉(zhuǎn)時(shí)左邊三個(gè)燈循環(huán)點(diǎn)亮；（4）右轉(zhuǎn)時(shí)右邊三個(gè)燈循環(huán)點(diǎn)亮；（5）剎車時(shí)所有燈同時(shí)閃動(dòng)。2.2具體要求（1）按照題目設(shè)計(jì)任務(wù)及要求；（2）方案比較及認(rèn)證；（3）系統(tǒng)框圖，原理說(shuō)明；（4）硬件原理，完整電路圖，采用器件的功能說(shuō)明；（5）調(diào)試記錄及結(jié)果分析；（

7、6）對(duì)成果的評(píng)價(jià)及改進(jìn)方法；（7）總結(jié)（收獲及體會(huì)）；（8）參考資料。3 電路方案比較能夠?qū)崿F(xiàn)該功能的電路方案的有多種選擇，這里主要用下面兩種方案比較選出最佳方案。方案一：以138為譯碼電路，74LS76作為三進(jìn)制計(jì)數(shù)電路的原理圖方案電路方案如圖1所示。方案二：以兩塊194移位寄存器作為電路的三進(jìn)制計(jì)數(shù)與譯碼電路的電路電路方案如圖2所示。圖1 方案一電路原理圖方案比較：方案一該部分電路主要由脈沖電路、開關(guān)控制電路 、三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路、譯碼顯示驅(qū)動(dòng)電路、尾燈狀態(tài)顯示電路來(lái)完成，脈沖電路由555定時(shí)器來(lái)完成的多諧振蕩器電路來(lái)完成的脈沖電路；譯碼顯示電路采用的138譯碼顯示電路；用雙JK觸發(fā)器來(lái)設(shè)計(jì)

8、三進(jìn)制計(jì)數(shù)電路，來(lái)實(shí)現(xiàn)譯碼顯示電路的地址輸入。主要應(yīng)用的芯片有138，00，86，76，10，555，還有相應(yīng)型號(hào)的電容、電阻，電路連接相對(duì)比較簡(jiǎn)單，采用的芯片都計(jì)較常見，價(jià)格也相對(duì)比較低廉，方案可行性較好。圖2 方案二電路原理圖方案二 本方案是以移位寄存器為中心的譯碼顯示電路和時(shí)序信號(hào)控制電路組成，系統(tǒng)原理框圖如圖3所示。圖3 方案二的汽車尾燈系統(tǒng)框圖 首先通過(guò)時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，該信號(hào)提供給74LS194和剎車時(shí)的輸入信號(hào)。74LS194有四個(gè)輸出端，接其中的三個(gè)001、010、100的循環(huán)信號(hào)，此信號(hào)提供左右轉(zhuǎn)時(shí)的原始信號(hào)。對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析之后的信號(hào)通過(guò)或門，實(shí)現(xiàn)與剎車、檢查電鍵信

9、號(hào)的指尖選擇，最終得到的信號(hào)即可輸出到指示燈，實(shí)現(xiàn)所需功能。該方案電路結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，連接線路本著簡(jiǎn)單的原則（線路越多產(chǎn)生的干擾越多，線路更加不穩(wěn)定）而且用到了不常用的74F126芯片。綜合考慮到成本和線路的穩(wěn)定等因素本課程設(shè)計(jì)采用方案一。4 單元電路設(shè)計(jì)4.1功能描述4.1.1汽車尾燈顯示狀態(tài)與汽車運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系 為了區(qū)分汽車尾燈的4種不同的顯示模式，需設(shè)置2個(gè)狀態(tài)控制變量。假定用開關(guān)S1和S2進(jìn)行顯示模式控制，可列出汽車尾燈顯示狀態(tài)與汽車運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系，如表1所示。表1 汽車尾燈和汽車運(yùn)行狀態(tài)汽車狀態(tài)S1S2D1D2D3D4D5D6正常行駛11000000急剎車00同時(shí)閃動(dòng)左轉(zhuǎn)10循環(huán)點(diǎn)亮0

10、00右轉(zhuǎn)01000循環(huán)點(diǎn)亮4.1.2汽車尾燈控制器功能描述在汽車左右轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)由于3 個(gè)指示燈被循環(huán)順序點(diǎn)亮，可用一個(gè)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)控制譯碼器電路順序輸出高電平，按要求順序點(diǎn)亮3個(gè)指示燈。設(shè)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)用Q1和Q0表示，可得出描述指示燈D1、D2、D3、D4、D5、D6與開關(guān)控制變量S1、S2。本電路可以通過(guò)一個(gè)異或門來(lái)實(shí)現(xiàn)當(dāng)兩個(gè)開關(guān)狀態(tài)不同的輸出，從而區(qū)分開左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)和正常行駛剎車汽車的兩種不同的狀態(tài)。4.1.3繪圖相關(guān)軟件簡(jiǎn)介 本次課程設(shè)計(jì)主要運(yùn)用繪圖的軟件有Altium designer、CAD。其中Altium designer是2005年年底，Protel軟件的原廠商 Alt

11、ium公 司推出了Protel系列的最新高端版本Altium Designer 6.0。 Altium Designer 6.0，它是完全一體化電子產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)的一個(gè)新版本，也是業(yè)界第一款也是唯一一種完整的板級(jí)設(shè)計(jì)解決方案。Altium Designer 是業(yè)界首例將設(shè)計(jì)流程、集成化 PCB 設(shè)計(jì)、可編程器件（如 FPGA）設(shè)計(jì)和基于處理器設(shè)計(jì)的嵌入式軟件開發(fā)功能整合在一起的產(chǎn)品，一種同時(shí)進(jìn)行PCB和FPGA設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)的解決方案，具有將設(shè)計(jì)方案從概念轉(zhuǎn)變?yōu)樽罱K成品所需的全部功能。 這款最新高端版本Altium Designer 除了全面繼承包括99SE，Protel2004在內(nèi)的先前一

12、系列版本的功能和優(yōu)點(diǎn)以外，還增加了許多改進(jìn)和很多高端功能。Altium Designer 6.0拓寬了板級(jí)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)界限，全面集成了FPGA設(shè)計(jì)功能和 SOPC設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能，從而允許工程師能將系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的FPGA與PCB設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)集成在一起。其中CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)指利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，簡(jiǎn)稱CAD。在工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)可以幫助設(shè)計(jì)人員擔(dān)負(fù)計(jì)算、信息存儲(chǔ)和制圖等項(xiàng)工作。在設(shè)計(jì)中通常要用計(jì)算機(jī)對(duì)不同方案進(jìn)行大量的計(jì)算、分析和比較，以決定最優(yōu)方案；各種設(shè)計(jì)信息，不論是數(shù)字的、文字的或圖形的，都能存放在計(jì)算機(jī)的內(nèi)存或外存里，并能快速地檢索；設(shè)計(jì)人員通常用草圖開

13、始設(shè)計(jì)，將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D的繁重工作可以交給計(jì)算機(jī)完成；由計(jì)算機(jī)自動(dòng)產(chǎn)生的設(shè)計(jì)結(jié)果，可以快速作出圖形顯示出來(lái)，使設(shè)計(jì)人員及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)作出判斷和修改；利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉(zhuǎn)等有關(guān)的圖形數(shù)據(jù)加工工作，CAD 能夠減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)，縮短設(shè)計(jì)周期和提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。4.2原理模塊圖由原理可知電路設(shè)計(jì)可以具體分為五部分即脈沖電路、開關(guān)控制電路 、三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路、譯碼顯示驅(qū)動(dòng)電路、尾燈狀態(tài)顯示電路。圖4 電路原理框圖其中由脈沖電路給三進(jìn)制計(jì)數(shù)器提供計(jì)數(shù)脈沖，同時(shí)脈沖還通過(guò)開關(guān)控制電路為顯示電路在剎車狀態(tài)提供相應(yīng)的脈沖信號(hào)；三進(jìn)制計(jì)數(shù)器能夠通過(guò)譯碼顯示電路來(lái)控制在左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)時(shí)候的

14、連續(xù)點(diǎn)亮；開關(guān)電路有兩個(gè)開關(guān)組合成的四種狀態(tài)分別控制汽車的四種狀態(tài)。其中電路的原理框圖如圖4所示。4.2.1脈沖電路的設(shè)計(jì)脈沖電路即為整個(gè)電路提供脈沖為1秒的連續(xù)脈沖電路。實(shí)現(xiàn)該單元電路有兩種常見的方案。一個(gè)是555定時(shí)器實(shí)現(xiàn)的多諧振蕩器，一種是運(yùn)用石英晶體振蕩器來(lái)完成該部分電路設(shè)計(jì)。方案比較：方案一：此電路的振蕩頻率僅取決于石英晶體的串聯(lián)諧振頻率，而與電路中的R、C的值無(wú)關(guān)。所以此電路能夠得到頻率穩(wěn)定性極高的脈沖波形，它的缺點(diǎn)就是頻率不能調(diào)節(jié)，而且頻帶窄，不能用于寬帶濾波。此電路非常適合秒脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)，但由于盡量和課堂知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，所以沒有采用此電路。方案二： 電路要產(chǎn)生1秒的脈沖作為電

15、路的輸入脈沖，可用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振圖5 脈沖電路蕩器來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于555定時(shí)器內(nèi)部的比較器靈敏度高，輸出驅(qū)動(dòng)電流大，功能靈活，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓和溫度的影響很小。所以由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器的振蕩頻率穩(wěn)定，不易受干擾。因此采用此方案。綜合上述方案，脈沖電路設(shè)計(jì)電路如圖5所示（其中3接口輸出脈沖信號(hào)）相關(guān)參數(shù)計(jì)算： 由于要產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖，其中555定時(shí)器組成的多諧振蕩器的過(guò)程分為充電過(guò)程和放電過(guò)程，其中放電過(guò)程有 T1=0.7R3C2 ,充電過(guò)程有T2=0.7R3+R4C2 ,周期T=T1+T2，故根據(jù)電路要求計(jì)算f=1(T1+T2)=1.43R3+

16、2R4C2S1S2AB狀態(tài)描述000CP剎車狀態(tài)0111左轉(zhuǎn)1011右轉(zhuǎn)1100正常行駛其中取f=1Hz,再考慮型號(hào)問(wèn)題則取R3=R4=470K， C2=1uF合適。4.2.2開關(guān)控制電路的設(shè)計(jì)表2 開關(guān)電路狀態(tài)表譯碼器與顯示驅(qū)動(dòng)電路的使能控制信號(hào)為A和B，A與譯碼器74LS138的使能輸入端相連接，B與顯示驅(qū)動(dòng)電路中與非門的一個(gè)輸入端相連接。由總體邏輯功能可知，A和B與開關(guān)控制變量S1、S2之間的關(guān)系如表2所示。根據(jù)表2所示關(guān)系，可求出使能控制信號(hào)A和B的邏輯表達(dá)式為(其中有S=0時(shí)，表示開關(guān)斷路；S=1時(shí)，表示開關(guān)短路)狀態(tài)分析：（1）當(dāng)S1=0，S2=0時(shí)，表示汽車剎車狀態(tài)，由于S1=S

17、2經(jīng)過(guò)異或門后輸出0，即A=0；使138芯片不能使能，同時(shí)由于S1、S2和CP接入三輸入與非門，此種狀態(tài)下B=CP。（2）當(dāng)S1=0，S2=1時(shí)，表示汽車左轉(zhuǎn)狀態(tài)，由于S1S2經(jīng)過(guò)異或門后輸出1，即A=1；使138芯片使能，同時(shí)B=1。（3）當(dāng)S1=1，S2=0時(shí)，表示汽車右轉(zhuǎn)狀態(tài)，由于S1S2經(jīng)過(guò)異或門后輸出1，即A=1；使138芯片使能，同時(shí)B=1。（4）當(dāng)S1=1，S2=1時(shí)，表示汽車正常行駛狀態(tài)，由于S1=S2經(jīng)過(guò)異或門后輸出0，即A=0；使138芯片不能使能，同時(shí)B=0。具體電路如圖6所示： 圖6 開關(guān)控制電路4.2.3三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)由于電路在左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的過(guò)程中有三種狀態(tài)需要

18、轉(zhuǎn)換，狀態(tài)轉(zhuǎn)換為三位計(jì)數(shù)器的狀態(tài)變化，狀態(tài)變化表如表3所示表3 三位計(jì)數(shù)器邏輯狀態(tài)表Q1nQ0nQ1n+1Q0n+1000101101000表3得到初態(tài)與次態(tài)的關(guān)系如下圖。Q1n+1=Q1nQ0nQ0n+1=Q1n Q0n能夠?qū)崿F(xiàn)上述邏輯功能可以有多種方案，其中取出兩種電路來(lái)相互比較，并且選擇最佳的設(shè)計(jì)方案，方案比較如下：方案一：由74LS161芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)該功能具體電路圖如圖7所示圖7 161完成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器該161芯片在正常情況下為計(jì)數(shù)狀態(tài)，兩個(gè)輸出為Q0、Q1，其中Q0、Q1由00、01、10、11依次連續(xù)變化，其中電路中在出現(xiàn)11后，通過(guò)與非門向161清零端輸入一個(gè)0信號(hào)，從而使輸出端

19、直接能夠直接清零（不需要在時(shí)鐘脈沖的作用下就能清零），其中結(jié)果顯現(xiàn)的為輸出依次是00，01，10，00，01連續(xù)變化的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器。方案二：由J-K觸發(fā)器構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器具體電路如圖8所示該電路采用JK觸發(fā)器來(lái)完成，在74LS76雙JK觸發(fā)器中需要滿足的條件為 ，K0=1；J1= Q0n，K1=1；即可完成相應(yīng)的邏輯功能兩種方案比較：考慮到實(shí)際接線問(wèn)題和成本問(wèn)題方案二中電路只需采用一片雙J-K觸發(fā)器74LS76芯片完成，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本低，而方案一需要兩塊芯片（74LS161和74LS00）,電路接線相對(duì)比較復(fù)雜，成本相對(duì)高些。所以選用方案二。圖8 76完成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路4.2.4譯碼

20、電路的設(shè)計(jì) 譯碼電路的功能是：在開關(guān)控制電路的輸出和三進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)的共同作用下，提供6個(gè)尾燈控制信號(hào)，當(dāng)譯碼驅(qū)動(dòng)電路輸出的控制信號(hào)為有效電平時(shí)，相應(yīng)指示燈點(diǎn)亮。實(shí)現(xiàn)電路譯碼電路有多種方法，主要針對(duì)下面兩種電路方案進(jìn)行分析方案一:由74LS138實(shí)現(xiàn)該譯碼電路功能譯碼電路可用74LS138芯片來(lái)完成（功能表如表4所示），其中只有滿足芯片S1，S2，S3分別為1、0、0時(shí)電路才能正常譯碼，在A2A1A0輸入信號(hào)作用下在相應(yīng)表4 138芯片功能表的輸出產(chǎn)生一個(gè)0信號(hào)（有效電平），否則8個(gè)輸出全部為高電平（無(wú)效電平）?？梢栽O(shè)計(jì)一個(gè)電路在正常行駛與急剎車狀態(tài)下138芯片不使能，在左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)了

21、138芯片的使能輸出，則可以由開關(guān)控制電路中的一個(gè)開關(guān)來(lái)控制138芯片的使能端。電路狀態(tài)分析:(1） 在正常行駛時(shí)，由兩個(gè)開關(guān)作用后輸出低電平，并且作用在芯片74LS138的S1上，從而使芯片不能夠正常的譯碼，使6個(gè)燈全都不亮。(2） 在急剎車的狀態(tài)下，同樣有兩個(gè)開關(guān)控制的相應(yīng)輸出為低電平，使138不能正常譯碼，但是在控制電路中的三輸入與非門的作用下，6個(gè)燈在相應(yīng)的脈沖輸入的作用下，產(chǎn)生同時(shí)閃動(dòng)的現(xiàn)象。(3） 在左轉(zhuǎn)或者右轉(zhuǎn)的情況下，由一個(gè)開關(guān)控制138芯片的A2（選擇左轉(zhuǎn)還是右轉(zhuǎn)），另外A1 A0分別接三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的兩個(gè)輸出，從而完成了138的地址輸入，同時(shí)兩個(gè)開關(guān)控制作用輸出高電平讓138

22、使能，正常的產(chǎn)生計(jì)數(shù)效果。具體電路連接如圖9所示。圖9 138芯片組成的譯碼顯示電路方案二:以移位寄存器74LS194完成譯碼電路該電路是以四位雙向移位寄存器74LS194為中心的譯碼顯示系統(tǒng)，其中74LS194的功能表如表5所示。表5 74LS194芯片的功能表功能輸 入輸 出清除x0xxxxxxxx0000送數(shù)111xxabcdabcd右移101xxxxx左移110xxxxx保持100xxxxxx保持1xxxxxxxx移位寄存器可以將寄存的數(shù)據(jù)向左或向右移動(dòng)。要實(shí)現(xiàn)移位寄存器的右移功能，需要把左面一位觸發(fā)器的輸出端接到右面的一位觸發(fā)器的輸入端，滿足Di=Qi-1的連接關(guān)系，左移應(yīng)把右面的一

23、位寄存器的輸出端連接到左面一位觸發(fā)器的輸入端Di=Qi+1。具體連接電路中需要兩塊74LS194芯片的組成，在圖10的電路中在保持S0=0，圖10 74LS194芯片組成的譯碼顯示電路S1=1時(shí)電路保持左移狀態(tài)，SL=1，故電路從QD依次向左移位知道QA=1此時(shí)立即輸入到清零端，是狀態(tài)回到全0狀態(tài)，故可以實(shí)現(xiàn)電路的三個(gè)輸出QB、QC、QD連續(xù)的輸出1（即為001，010，100三種情況的不斷跳變），從而使指示燈連續(xù)的被點(diǎn)亮。方案比較： 從成本和線路連接簡(jiǎn)便程度來(lái)考慮，方案一只需要一塊138的芯片，電路簡(jiǎn)單，而相比之下方案二電路復(fù)雜，成本高，故采用方案一。4.2.5尾燈顯示電路設(shè)計(jì) &

24、#160; 尾燈狀態(tài)顯示電路可由6個(gè)發(fā)光二極管（為了注意區(qū)分使效果更加明顯，兩邊可以采用可以三種不同顏色的燈），圖中，當(dāng)6個(gè)與非門的輸出為高電平時(shí)，相應(yīng)發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。電路原理分析：(1)當(dāng)電路為左轉(zhuǎn)或者右轉(zhuǎn)時(shí)，譯碼電路正常工作輸出一個(gè)低電平，使其通過(guò)與非門后電路輸出為一個(gè)高電平，此時(shí)二極管發(fā)出光亮。(2)當(dāng)電路為剎車狀態(tài)時(shí)，開關(guān)電路輸出的一個(gè)連續(xù)脈沖信號(hào)，也使6個(gè)與非門輸出為高低電平連續(xù)變化，從而讓二極管連續(xù)的閃動(dòng)。(3)當(dāng)電路為正常行駛，開關(guān)電路輸出的為高電平（三輸入與非門被“鎖”?。?，同時(shí)使6個(gè)與非門電路輸出為低電平。具體電路如圖11所示。圖11 尾燈電路5 仿真5.1仿真軟

25、件介紹 此次課程設(shè)計(jì)主要采用的是Proteus仿真軟件進(jìn)行的電路仿真，Proteus軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3

26、3、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。5.2仿真結(jié)果及分析仿真電路如圖12所示。圖12 仿真電路圖仿真結(jié)果分析如下：(1) 開關(guān)S1接通、S2接通，D1到D6 六盞燈全都不亮；(2) 開關(guān)S1斷開、S2接通，D1、D2、D3都不亮，D4、D5、D6連續(xù)的點(diǎn)亮；(3) 開關(guān)S1接通、S2斷開，D1、D2、D3連續(xù)的點(diǎn)亮，D4、D5、D6都不亮； (4) 開關(guān)S1斷開、S2斷開，D1到D6 六盞燈全部連續(xù)的閃動(dòng)。由仿真結(jié)果可以分析出來(lái)，設(shè)計(jì)的電路基本

27、完成題目要求，可以分析得到電路基本達(dá)到了題目的要求狀態(tài)（1）（2）（3）（4）分別是題目需要的正常行駛、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、剎車的狀態(tài)，電路由左邊的555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器發(fā)出連續(xù)脈沖,在S0和S1全部斷開的時(shí)候，脈沖信號(hào)能夠輸入到尾燈顯示電路中去，同時(shí)鎖住了138譯碼器，從而形成了連續(xù)閃動(dòng)的現(xiàn)象；在S0為斷開和S1接通的時(shí)候，兩輸出信號(hào)不同經(jīng)過(guò)異或門后能夠讓138正常工作，開關(guān)的一個(gè)選擇左邊還是右邊，從而出現(xiàn)連續(xù)左邊或者右邊連續(xù)點(diǎn)亮的現(xiàn)象；在S0和S1 全部接通的時(shí)候，138譯碼電路和三輸入與非門全都被鎖住，從而使尾燈顯示電路全部的燈都不亮。6 電路制作與調(diào)試 6.1制作初始條件6.1.1電路元

28、件本方案需要的元件相對(duì)較多，一共用到了7塊芯片， 芯片分別是74LS138(譯碼電路)1塊，74LS00（與非門）1塊，74LS10（三輸入與非門）1塊，74LS76（JK觸發(fā)器）1塊，74LS86（異或門）1塊，555定時(shí)器1塊；需要其他零件有開關(guān)2個(gè)，電容0.01uF,1uF各1個(gè)，電阻47k,470k各2個(gè)，LED燈紅綠黃色各2個(gè)，導(dǎo)線若干。6.1.2電路連接輔助工具電烙鐵一個(gè)，電烙鐵架一個(gè)，松香一盒，錫絲若干，萬(wàn)用表一塊，萬(wàn)能板一塊。6.2 電路的制作與調(diào)試根據(jù)電路原理圖連接出相應(yīng)的實(shí)物連接應(yīng)該注意下面一些問(wèn)題：（1）連接電路應(yīng)該思路清楚，可以在幾個(gè)重要的地方做上標(biāo)記如接地端、電源端，

29、出現(xiàn)電路混搭的現(xiàn)象；（2）連焊錫的時(shí)候，應(yīng)該注意自己的焊錫方式，不能出現(xiàn)虛焊等現(xiàn)象，為了防止出現(xiàn)這種現(xiàn)象可以在連線的時(shí)候用萬(wàn)用表檢查一下電路是否是短路或斷路；（3）在連接電路時(shí)可以分模塊進(jìn)行連接電路，同時(shí)在檢查電路的時(shí)候可以用分模塊進(jìn)行檢查電路，這樣做更加容易檢查出問(wèn)題的癥結(jié)所在。調(diào)試電路出現(xiàn)的問(wèn)題： 在實(shí)物連接完成之后出現(xiàn)出現(xiàn)了功能不能完全實(shí)現(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)的功能有右轉(zhuǎn)，正常行駛，剎車等正常工作。但是就是在功能左轉(zhuǎn)不能正常實(shí)現(xiàn)，但是經(jīng)過(guò)分析之后發(fā)現(xiàn)是顯示電路與譯碼電路的某根線出現(xiàn)斷路，用萬(wàn)用表檢查相關(guān)電路后確實(shí)是電路的的一跟線為斷線。7 小結(jié)為期兩個(gè)星期課程設(shè)計(jì)對(duì)自己來(lái)說(shuō)，真可謂受益匪淺，體會(huì)頗