汽車尾燈控制電路

1、課程設(shè)計(jì)說明書課程名稱： 數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) 題 目： 汽車尾燈控制電路 學(xué)生姓名： 陳嘉慧 專 業(yè)： 電子信息工程 班 級： 電信13-2班 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 楊 艷 日 期： 2015 年 4 月 20日汽車尾燈控制電路1、 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求（1）用6只小燈泡模擬6只汽車尾燈，左側(cè)3只，右側(cè)3只。用4個(gè)開關(guān)分別模擬腳踏制動(dòng)器，停車信號，左轉(zhuǎn)彎控制和右轉(zhuǎn)彎控制。（2）當(dāng)汽車正常直行時(shí)，6個(gè)尾燈全滅，當(dāng)臨時(shí)剎車（腳踏制動(dòng)器）時(shí)，6個(gè)尾燈閃爍。（3）當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)的尾燈按照000-001-010-100-000的順序循環(huán)點(diǎn)亮，每燈點(diǎn)亮0.5s，而右側(cè)的3個(gè)燈全滅。當(dāng)右轉(zhuǎn)時(shí)相同。 二、方案

2、論證（1）方案一汽車尾燈控制電路主要由D觸發(fā)器邏輯電路，左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)控制電路，剎車控制電路構(gòu)成。首先將脈沖信號CLK提供給D觸發(fā)器邏輯電路。用四片D觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)邏輯電路可以產(chǎn)生1000、1100、1010、1001的循環(huán)信號。 將此信號作為左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號。設(shè)置左轉(zhuǎn)控制開關(guān)和右轉(zhuǎn)控制開關(guān)。通過開關(guān)的控制將左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號通過邏輯電路分別輸出到左、右的3個(gè)汽車尾燈上。這部分電路起到信號分揀的作用。 設(shè)置剎車控制開關(guān)，將脈沖信號CLK提供給剎車控制電路。當(dāng)開關(guān)置為剎車信號時(shí)，分揀之后的信號通過邏輯電路實(shí)現(xiàn)剎車時(shí)所有指示燈隨著時(shí)鐘信號CLK全部閃爍的功能。 最終得到的信號即可輸出到發(fā)光二極管

3、上，實(shí)現(xiàn)所需功能。方案一原理框圖如圖一所示 圖一 方案設(shè)計(jì)思路（2）方案二汽車尾燈控制電路主要由開關(guān)控制電路，三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，譯碼電路，顯示、驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。由于汽車左或右轉(zhuǎn)彎時(shí)，三個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼器電路順序輸出低電平，從而控制尾燈按要求點(diǎn)亮。 首先，設(shè)置四個(gè)可控制的開關(guān)，可產(chǎn)生1000、1100、1010、1001四種狀態(tài)。（用0、1分別表示開關(guān)的斷開、閉合）a、開關(guān)置為1000狀態(tài)時(shí)，表示汽車處于正常運(yùn)行狀態(tài) 。 b、開關(guān)置為1100狀態(tài)時(shí)，表示汽車處于右轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)。 c、開關(guān)置為1010狀態(tài)時(shí)，表示汽車處于左轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)。 d、開關(guān)置為1001狀態(tài)時(shí)，表示汽車處于剎

4、車的狀態(tài)。該方案設(shè)計(jì)開關(guān)位置如圖二所示 圖二 方案設(shè)計(jì)開關(guān)的位置三進(jìn)制計(jì)數(shù)器可用兩片JK觸發(fā)器構(gòu)成。譯碼電路可用3線8線譯碼器74LS138和6個(gè)與非門構(gòu)成。顯示、驅(qū)動(dòng)電路由6個(gè)發(fā)光二極管和6個(gè)反向器構(gòu)成。方案二原理框圖如圖二所示 圖三 方案二設(shè)計(jì)思路方案比較：由上可看出，方案二結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，所以選方案二。三、題目分析、設(shè)計(jì)表一 汽車尾燈狀態(tài)表開關(guān)控制運(yùn)行狀態(tài)左轉(zhuǎn)彎D1、D2、D3右轉(zhuǎn)彎D4、D5、D6S0S1S2S31000正常行駛燈滅燈滅1100右轉(zhuǎn)彎燈滅按D4、D5、D6順序循環(huán)點(diǎn)亮1010左轉(zhuǎn)彎按D1、D2、D3順序循環(huán)點(diǎn)亮燈滅1001剎車所有尾燈同時(shí)閃爍表二 汽車尾燈控制邏輯功

5、能表開關(guān)控制S0 S1 S2 S3三進(jìn)制計(jì)數(shù)器 Q1 Q2六個(gè)指示燈D1 D2 D3 D4 D5 D610000 0 0 0 0 011000010101 0 0 0 0 00 1 0 0 0 00 0 1 0 0 010100010100 0 0 1 0 00 0 0 0 1 00 0 0 0 0 11001CP CP CP CP CP CP三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路可根據(jù)表二由雙JK觸發(fā)器74LS74構(gòu)成。汽車尾燈控制電路如圖三所示，其顯示驅(qū)動(dòng)電路由6個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成；譯碼電路由38線譯碼器74LSl38和6個(gè)與門構(gòu)成。74LSl38的三個(gè)輸入端A、B、C分別接Q1、Q0、S2，而Q1、Q0是三進(jìn)制

6、計(jì)數(shù)器的輸出端。當(dāng)S10，S0=1，S2=1（開關(guān)狀態(tài)如圖四） 圖四 左轉(zhuǎn)時(shí)開關(guān)的狀態(tài)所示使能信號E1=1，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為00，01，10時(shí)，74LSl38對應(yīng)的輸出端為01111111、10111111、11011111，當(dāng)輸出端為0時(shí)，有效，即指示燈D1D2D3按順序點(diǎn)亮，示意汽車左轉(zhuǎn)彎。若上述條件不變，而S11，S0=1，S2=0（開關(guān)狀態(tài)如圖五所示） 圖五 汽車右轉(zhuǎn)時(shí)開關(guān)的狀態(tài)74LSl38對應(yīng)的輸出端依次為11101111、11110111、11111011，故指示燈D4D5D6按順序點(diǎn)亮，示意汽車右轉(zhuǎn)彎。當(dāng)G0，A=1時(shí)，74LSl38的輸出端全為1，Y0Y7的輸出端也全為1，指示

7、燈全滅（如圖九所示）；當(dāng)G0，ACP時(shí)，指示燈隨CP的頻率閃爍。當(dāng)S0、S1、S2、S3同時(shí)打開，此時(shí)使能端為低電平，此時(shí)譯碼器的輸出端全為高電平，異或門的值為低電平，通過與門，二極管的另一端全為低電平，此時(shí)燈全亮（如圖十所示） 圖九 汽車直行時(shí)車尾燈狀態(tài) 圖十 汽車停車時(shí)尾燈的狀態(tài)表三 S1、S2、CP與 G、A邏輯功能真值表開關(guān)控制S1S2CP使能信號GACPCP四、重要元件（1）74LS138譯碼器如圖十一所示當(dāng)一個(gè)選通端（E1）為高電平，另兩個(gè)選通端（(/E2)和(/E3)）為低電平時(shí)，可將地址端（A0、A1、A2）的二進(jìn)制編碼在Y0至Y7對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。比如：A2A1A0=

8、110時(shí)，則Y6輸出端輸出低電平信號。利用 E1、E2和E3可級聯(lián)擴(kuò)展成 24 線譯碼器；若外接一個(gè)反相器還可級聯(lián)擴(kuò)展成 32 線譯碼器。若將選通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器?？捎迷?086的譯碼電路中，擴(kuò)展內(nèi)存。 圖十一 74LS138譯碼器結(jié)構(gòu)圖AC：地址輸入端STA（E1）：選通端/STB（/E2）、/STC（/E3）：選通端（低電平有效）Y0Y7：輸出端（低電平有效）AC對應(yīng)Y0Y7；A、 B、C以二進(jìn)制形式輸入，然后轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制，對應(yīng)相應(yīng)Y的序號輸出低電平，其他均為高電平；（2）JK觸發(fā)器JK觸發(fā)器是數(shù)字電路觸發(fā)器中的一種電路單元。JK觸發(fā)器具有置0、置

9、1、保持和翻轉(zhuǎn)功能，在各類集成觸發(fā)器中，JK觸發(fā)器的功能最為齊全。在實(shí)際應(yīng)用中，它不僅有很強(qiáng)的通用性，而且能靈活地轉(zhuǎn)換其他類型的觸發(fā)器。由JK觸發(fā)器可以構(gòu)成D觸發(fā)器和T觸發(fā)器。圖1-3為JK觸發(fā)器的邏輯符號。JK觸發(fā)器的狀態(tài)方程為： 這里Qn表示現(xiàn)態(tài)，Qn+1表示次態(tài)?，F(xiàn)態(tài)表示時(shí)鐘脈沖來到之前的觸發(fā)器的輸出狀態(tài)， 次態(tài)表示時(shí)鐘脈沖來到之后的狀態(tài)。 圖1-3 JK觸發(fā)器的邏輯符號5、 總原理圖如下圖所示 圖十二 汽車尾燈控制總原理圖 六、元件清單元件序號型號主要參數(shù)數(shù)量備注U2A74LS 1632U474LS 1381與門74LS086抑或門74LS862電阻200歐姆9七、仿真調(diào)試與分析1.組

10、裝調(diào)試汽車尾燈控制電路2. 注意各部分電路之間的時(shí)序配合關(guān)系。然后檢查電路各部分的功能，使其滿足設(shè)計(jì)要求。3.不同狀態(tài)下的的仿真結(jié)果A汽車正常運(yùn)行時(shí)，所有燈滅如圖2-2B. 汽車剎車時(shí)，所有尾燈閃爍C.汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，D1、D2、D3循環(huán)點(diǎn)亮D.汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)，D4、D5、D6循環(huán)點(diǎn)亮 圖十三 正常運(yùn)行時(shí)車尾燈的狀態(tài)六結(jié)論與心得 設(shè)計(jì)心得體會(huì) 一個(gè)星期的設(shè)計(jì)周即將劃上一個(gè)句號，而于我的人生卻只是一個(gè)逗號，我將面對又一次征程的開始。本次基于數(shù)字電路的汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì)經(jīng)過了整體分析、模塊化分析、整體與模塊的分析結(jié)合這樣三個(gè)步驟，最終實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求的功能。在設(shè)計(jì)過程中通過利用protues軟件對設(shè)計(jì)

11、電路進(jìn)行測試和仿真，使我更進(jìn)一步的掌握了該軟件的應(yīng)用。這一次汽車尾燈控制電路的課程設(shè)計(jì)，使我受益匪淺。通過對自己在上學(xué)期所學(xué)的知識的回顧，并發(fā)揮對所學(xué)知識的理解和思考及書面表達(dá)能力，自己親手設(shè)計(jì)，最終完成目標(biāo)了。這為自己今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)，積累了一定的寶貴經(jīng)驗(yàn)。把知識轉(zhuǎn)化為能力的實(shí)際訓(xùn)練，培養(yǎng)了我運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。數(shù)字邏輯是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，我們進(jìn)行數(shù)字電子課程設(shè)計(jì)是我們理論聯(lián)系實(shí)際的最好途徑，將書本上的知識利用到實(shí)際的分析解決問題中去，這樣使我們更加牢固的掌握分析與設(shè)計(jì)的基本知識與理論，更加熟悉的各種不同規(guī)模的邏輯器件，掌握邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)的基本方法，

12、為以后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。 通過為期一周的課程設(shè)計(jì)，基本完成了本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求：汽車正常運(yùn)行時(shí)指示燈全滅，汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮，車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè)燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮，汽車臨時(shí)剎車時(shí)所有指示燈同時(shí)閃爍。從一開始接受課程設(shè)計(jì)任務(wù)，后著手建立設(shè)計(jì)框圖，再到圖書館和網(wǎng)上查閱相關(guān)資料，確定電路圖到最終制作成型，每一步都必須認(rèn)真仔細(xì)。雖然開始并不是很成功，不能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，但在請教同學(xué)、小組討論和經(jīng)過多次檢修后，終于實(shí)現(xiàn)了課程設(shè)計(jì)任務(wù)的全部功能。本次課程設(shè)計(jì)汽車尾燈讓學(xué)生能更加深入的了解許多芯片的接法以及功能表，設(shè)計(jì)了脈沖電路，譯碼控制電路，三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，開關(guān)控制發(fā)光二極管等，將各個(gè)部分組成起來設(shè)計(jì)成為汽車尾燈控制電路。通過這些天來的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),總的來說收獲很大,使對書本的知識有了更深一層的理解,其本上掌握了一些心片的的工作原理及其使用方法.但可能是自己對元器的還沒了解透,也沒能到老師的完美要求.雖然自己做的不是很好,但通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)也提高了自設(shè)計(jì)方面的知