數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)(汽車(chē)尾燈控制)

1、西安電子科技大學(xué)數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)汽車(chē)燈控制電路一.設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)汽車(chē)燈控制電路，汽車(chē)部左右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈（用發(fā)光二極管模 擬,當(dāng)在汽車(chē)正常運(yùn)行時(shí)指示燈全滅；在右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)指示燈按右循環(huán)順 序點(diǎn)亮R - RiR-RRR一全滅一 Ri）時(shí)間間隔 0.5$采用一個(gè) 2HZ地方波 源）；在左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè)指小燈按左循環(huán)順序點(diǎn)鳧Li一L1L2L1L2L3一全火一 Li）;在臨時(shí)剎車(chē)或者檢測(cè)尾燈是否正常時(shí)，所有指示燈同時(shí)點(diǎn)亮vRK® LiL2L3點(diǎn)亮）；當(dāng)汽車(chē)后退地時(shí)候所有燈循環(huán)點(diǎn)亮；當(dāng)晚上行車(chē)地時(shí)候汽車(chē)燈地最下 一個(gè)燈一直點(diǎn)亮.b5E2RGbCAP二、設(shè)計(jì)條件利用multisim

2、 7.0軟件進(jìn)行仿真三、設(shè)計(jì)要求分析以上設(shè)計(jì)任務(wù)，由于汽車(chē)左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、剎車(chē)、倒車(chē)、晚上行車(chē)時(shí)，所有燈點(diǎn)亮地次序和是否點(diǎn)亮是不同地，所以用74138譯碼器對(duì)輸入地信號(hào)進(jìn)行譯碼， 從而得到一個(gè)低電平輸出，再由這個(gè)低電平控制一個(gè)計(jì)數(shù)器74160,計(jì)數(shù)器輸出為高電平時(shí)就點(diǎn)亮不同地尾燈 這里用發(fā)光二極管模擬），從而控制尾燈按要求點(diǎn) 亮.由此得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下，各指示燈與給定條件間地關(guān)系，即邏輯功能表1 所示.汽車(chē)尾燈控制電路設(shè)計(jì)總體框圖如圖1所示.plEanqFDPw顯示驅(qū)動(dòng)電路R1R2R3 L"脈沖產(chǎn)生電路555.記數(shù)電路74160汽車(chē)尾燈和汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)表1-1開(kāi)關(guān)控制汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)右轉(zhuǎn)

3、尾燈左轉(zhuǎn)尾燈S S1&R1R2R3L1L2L50 00正常運(yùn)行火火舟火0 01左轉(zhuǎn)彎舟火按L1L2L3順序循環(huán)點(diǎn)亮0 10右轉(zhuǎn)彎按RF2R順序循環(huán)點(diǎn)亮舟火0 11臨時(shí)剎車(chē)/檢測(cè)所有尾燈同時(shí)點(diǎn)亮1 00倒車(chē)所有尾燈按照轉(zhuǎn)彎次序點(diǎn)亮1 01晚上行車(chē)時(shí)R3,L3 一直點(diǎn)亮開(kāi)關(guān)控制電路譯碼電路74138DXDiTa9E3d圖1汽車(chē)尾燈控制電路設(shè)計(jì)總體框圖四、設(shè)計(jì)內(nèi)容一).分步設(shè)計(jì)：1 .時(shí)鐘信號(hào)源CLK設(shè)計(jì)： .設(shè)計(jì)說(shuō)明：由于汽車(chē)燈是地點(diǎn)亮是給人地不同地信息及該車(chē)將要發(fā)生地動(dòng)作 ，所以汽 車(chē)地?zé)粼陂W爍地時(shí)候不能超過(guò)一定地頻率，但是頻率也不能太小，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì) 地時(shí)候是采用地555定時(shí)器設(shè)計(jì)地

4、一個(gè)脈沖產(chǎn)生源，占空比約為50%,它產(chǎn)生地頻 率f約為2HZ然后通過(guò)計(jì)數(shù)器就能控制汽車(chē)燈在循環(huán)點(diǎn)亮地時(shí)候時(shí)間間隔約為0.5S這樣就能讓人很清楚地明白該汽車(chē)地動(dòng)作以采取相應(yīng)地動(dòng)作從而避免交通 事故地發(fā)生.RTCrpUDGiT .設(shè)計(jì)計(jì)算公式 對(duì)應(yīng)右圖)：高電平時(shí)間：tph -0.7(Ri R2)C低電平時(shí)間：tpl =0.7RCRI62C5 1C2lOnF 工丁87.設(shè)計(jì)最后圖形如右圖所示:高電平時(shí)間tph=250.0ms低電平時(shí)間tpl =213.9ms占空比 D=53.8%頻 率 f=2.158.仿真波形以及連接圖形：RI30K9 VccR2812K2Cl12uF=555 o一 IC2lOn

5、F J0Vo占空比：D= tph =一R一 tph tpiRi 2R2如右圖所示為在multisim 7.0里仿真時(shí)地實(shí)際連接電路.其中端口 3為輸出端，使用地時(shí)候只要將端口3接到CLK端即可.5PCzVD7HxA555定時(shí)仿真 結(jié)果圖形如右圖所示:2.主電路設(shè)計(jì):.設(shè)計(jì)說(shuō)明：分析：根據(jù)右圖分析結(jié)果，與預(yù)期 結(jié)果一直，故設(shè)計(jì)正確.實(shí)現(xiàn)地主要功能是通過(guò)開(kāi)關(guān)控制從而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)尾燈地點(diǎn)亮方式.根據(jù)表1具體實(shí)現(xiàn)如下：當(dāng)$ Si S0 =000時(shí)候汽車(chē)處于正常行駛，尾燈完全處于熄滅狀態(tài)，所以通過(guò) 74138譯碼后為“11111110”不做任何處理.jLBHrnAILg當(dāng)9S1 S0 =001時(shí)候汽車(chē)左轉(zhuǎn)，

6、所以汽車(chē)尾燈地左面3個(gè)燈按照L1-L1L2- L1L2L3一全滅一 L1順序循環(huán)點(diǎn)亮，具體實(shí)現(xiàn)是通過(guò) 74138對(duì)“ 001”譯碼為 “11111101”然后通過(guò)譯碼后地低電平 Y1通過(guò)一個(gè)非門(mén)控制計(jì)數(shù)器 74160地 ENT和ENP端開(kāi)始計(jì)數(shù)，從而控制燈地點(diǎn)亮方式，計(jì)數(shù)范圍為0000V全滅）一 0001VL 點(diǎn)亮）一 0010VL1L2 點(diǎn)亮）一 0011VL1L2L3 點(diǎn)亮） 0100<#步清零）一 0000循環(huán)計(jì)數(shù)就實(shí)現(xiàn)了循環(huán)點(diǎn)亮地這個(gè)過(guò)程.由于記數(shù)脈沖是由555定時(shí)器 產(chǎn)生地頻率約為2HZ方波，所以循環(huán)點(diǎn)亮這個(gè)過(guò)程所需要地時(shí)間約為0.5S*4. xHAQX74J0X當(dāng)S2 s S

7、0 =010時(shí)候汽車(chē)右轉(zhuǎn)，所以汽車(chē)尾燈右面 3個(gè)燈按照R1 - R1R2一 R1KR一全滅一 R1順序循環(huán)點(diǎn)亮，具體實(shí)現(xiàn)是通過(guò) 74138對(duì)“010”譯碼為 “11111011”然后通過(guò)譯碼后地低電平 Y2通過(guò)一個(gè)非門(mén)控制計(jì)數(shù)器 74160地 ENT和ENP端開(kāi)始計(jì)數(shù)，從而控制燈地點(diǎn)亮方式，計(jì)數(shù)范圍為0000V全滅）一 0001VR 點(diǎn)亮）一 0010VR1R2 點(diǎn)亮） 0011<R1R2R3 點(diǎn)亮）一 0100v異步清零）一 0000循環(huán)計(jì)數(shù)就實(shí)現(xiàn)了循環(huán)點(diǎn)亮地這個(gè)過(guò)程.由于記數(shù)脈沖是由555定時(shí)器 產(chǎn)生地頻率約為2HZ方波，所以循環(huán)點(diǎn)亮這個(gè)過(guò)程所需要地時(shí)間約為0.5S*4. LDAYt

8、RyKfE當(dāng)& Si S0 =011時(shí)候汽車(chē)處于剎車(chē)狀態(tài)或者處于檢測(cè)汽車(chē)尾燈是否正常 ，所 以汽車(chē)地尾燈全亮，具體實(shí)現(xiàn)是通過(guò) 74138對(duì)“011”譯碼為“ 11110111”然后 通過(guò)譯碼后地低電平Y(jié)3通過(guò)一個(gè)非門(mén)直接控制所有地尾燈點(diǎn)亮.Zzz6ZB2Ltk當(dāng)8 S1 S0 =100時(shí)候汽車(chē)處于倒車(chē)狀態(tài)，倒車(chē)地時(shí)候汽車(chē)所有地尾燈按照轉(zhuǎn) 彎時(shí)候地順序點(diǎn)亮燈.具體實(shí)現(xiàn)是通過(guò) 74138對(duì)“100”譯碼為“11101111” dvzfvkwMI1然后通過(guò)譯碼后地低電平 Y4通過(guò)一個(gè)非門(mén)控制另外一片計(jì)數(shù)器74160地ENT和ENP端開(kāi)始計(jì)數(shù)，從而控制燈地點(diǎn)亮方式，計(jì)數(shù)范圍為0000V全滅）一

9、 000vR,L1 點(diǎn)亮）一 0010VRRLL2 點(diǎn)亮）一 0011土1於鼻1也1_3 點(diǎn)亮）- 0100<#步 清零）一 0000循環(huán)計(jì)數(shù)就實(shí)現(xiàn)了循環(huán)點(diǎn)亮地這個(gè)過(guò)程.由于記數(shù)脈沖是由555定時(shí)器產(chǎn)生地頻率約為2HZ方波，所以循環(huán)點(diǎn)亮這個(gè)過(guò)程所需要地時(shí)間約為 0.5S*4. rqyn14ZNXI當(dāng)S2 Si S0 =101時(shí)候汽車(chē)處于晚上行車(chē)狀態(tài)，此時(shí)汽車(chē)尾燈地左右兩端地最 下面一個(gè)燈一直點(diǎn)亮即L3,R3 一直處于亮地狀態(tài).具體實(shí)現(xiàn)是通過(guò)74138對(duì)“101”譯碼為“11011111”然后通過(guò)譯碼后地低電平Y(jié)5通過(guò)一個(gè)非門(mén)直接控制 L3.R 點(diǎn)亮.EmxvxOtOco.主電路地仿真：分

10、步仿真：.汽車(chē)左轉(zhuǎn)彎地仿真.在multisim 7.0下<以下地仿真都是在這個(gè)軟件下,并且都是功能仿真）地仿真地電路圖和波形.SixE2yXPq5圖3.左轉(zhuǎn)彎仿真波形仿真波形分析：如圖3所示當(dāng)S2 Si S0 =001時(shí)候,L3L2 Li變化順序?yàn)椋?0001 011 1+0007-油于輸出為高電平時(shí)燈亮，所以尾燈地點(diǎn)亮方式 為：Li - L1L2 L1L2L3 一全火一 Li6ewMyirQFLSSi S0 =000地時(shí)候,R KR1LL2L3包為000，所以所有燈熄滅與實(shí)際相符合 所以正確.kavU42VRUs.汽車(chē)左右轉(zhuǎn)彎仿真.TCCIT4C-",M聞白D4071BT 的

11、ir<D圖4.左右轉(zhuǎn)彎仿真電路T4L504Da-371BT74L3MD7-HfiON74L5QADDSC74LS04.D-o-Q12 3 4,Eb7 yyyyyyjh 3HIs l&G ABCCT7r>ULS 網(wǎng) DU5Anz>74LS03Dug1HLmDO"13 J=C口4烏，聞自必XI-oCLKSOS332LI國(guó)RIR2R3E IB 0B 0E 0B DE 0B 0B 0B 0B 0TA_n_nrrm_nJTLOKL JTL n刑ruLTLfH圖5.左右轉(zhuǎn)彎仿真波形波形分析：根據(jù)圖5有當(dāng)S2 G S0=001時(shí)候,L3L2 L1變化順序?yàn)椋?00001

12、-011 11L000RR2R1=000由于輸出為高電平時(shí)燈亮，所以尾燈地點(diǎn)亮方式為：L1 L1L2-L1L2L3一全滅一 L1R3 R2R 包為熄滅；y6V3ALOS89& S1 S0 =010地時(shí)候,R3 KR變化順序?yàn)椋?00-001 -011 1110001L2L3=000由于輸出為高電平時(shí)燈亮，所以尾燈地點(diǎn)亮方 式為：R一 R R一 R R R一全火一 R1匕匕匕恒為熄火.M2ub6vSTnP& S1 S0 =000地時(shí)候尺RRLL2L3包為000，所以所有燈熄滅.經(jīng)過(guò)分析與實(shí)際相符合，所以仿真正確.汽車(chē)左右轉(zhuǎn)彎和剎車(chē)地仿真圖6.汽車(chē)左右和剎車(chē)仿真電路I: pi i

13、：H ! HiRuwL 141 Illi !j, *! I ! I I I ! I I I B !| |< ! I i I I I I I I ! I I I I I II; i i i i i iiiI I IIIIIIiIIIi I I i ' III IIIII Ii'IIIi II |lII I Lr I i i i ill_n-1_.1i-4口!產(chǎn)“I出 Ii圖7.汽車(chē)左右和剎車(chē)仿真波形波形分析：根據(jù)圖7有當(dāng)S2 Si So =001時(shí)候,L3L2 Li變化順序?yàn)椋?00-001 -011 111P0ORRR=000由于輸出為高電平時(shí)燈亮，所以尾燈地點(diǎn)亮方式為：

14、L1 L1L2-L1L2L3一全滅一 L1R3 RR 包為熄滅；0YujCfmUCw8S1 S0 =010地時(shí)候 尺 RR變化順序?yàn)椋?00001 -011 11十忖00電匕=000由于輸出為高電平時(shí)燈亮，所以尾燈地點(diǎn)亮方式為：R- R R- R1 R? Rs一全滅一 R1L1 L2L3 包為熄滅.eUts8ZQVRdS2S1 S0=011地時(shí)候,R3陵RLL2L3包為111，所以所有燈全亮.8S1 S0 =000地時(shí)候,R3陵RLL2L3包為000,所以所有燈熄滅.經(jīng)過(guò)分析與實(shí)際相符合，所以仿真正確.左右轉(zhuǎn)彎剎車(chē)和倒車(chē)仿真.UbA132s>-VCC EHS-i-、lrWS<-CU

15、IA4071ET_5V-4A-D>-74LS04D*7«LSD40*-Dr7iLSfl4B*ENP 漓飆二 1ST>CLEAu-2DIT 61 D74qSK* 陰c氣"K+叫白 D- 7q1辭.rrP'4Q71.&D EV* 013B KiSDo咖K4。04Q755_5V*2,5 VUI "41£nH-邛SB E> 740IT配 ， J11Y*u翎 h TIUBM.1T7B p>- q打i&r圖8.汽車(chē)左右轉(zhuǎn)彎剎車(chē)和倒車(chē)仿真電路jnra _- ：31irT？uTI I I I I I I ii i1 lul

16、l ：1I I I I I LIlj_I!lJ-II nI H I ill I I I I I I H I 1 | | | |as I I I I I I Illi I l11 1immrTlSlSIILJ II i!iIIIisaI IIriIIIIFI NIIIIIIIfi I圖9.汽車(chē)左右轉(zhuǎn)彎剎車(chē)和倒車(chē)仿真波形波形分析：根據(jù)圖9有當(dāng)S2 Si S0=001時(shí)候,L3L2 Li變化順序?yàn)椋?00001 -011 11LO00RR2Ri=000由于輸出為高電平時(shí)燈亮，所以尾燈地點(diǎn)亮方式為：L1 L1L2-L1L2L3一全滅一 L1R3 R?R1 恒為熄滅；sQsAEJkW5T& S1

17、 S0 =010地時(shí)候,R3 RR1變化順序?yàn)椋?00-001 -011 111000L2L3=000由于輸出為高電平時(shí)燈亮，所以尾燈地點(diǎn)亮方 式為：R1一 R1 R2一 R1 R? R3一全火一 R1匕匕匕恒為熄火.GMsIasNXkA& S1 Sc =011地時(shí)候尺RRLL2L3包為111，所以所有燈全亮.* S1 Sd =100地時(shí)候 尺RR,L3 L2L1變化順序都為：000->001- 011-M11P00所以尾燈地點(diǎn)亮方式為：全滅R1,tr*R1R,L1k>R1R2R3.L1L2L3 全滅 TIrRGchYzg& Si S0 =000地時(shí)候,R3 &am

18、p;RLL2L3包為000，所以所有燈熄滅.經(jīng)過(guò)分析與實(shí)際相符合，所以仿真正確.左右轉(zhuǎn)彎剎車(chē)倒車(chē)和晚上行車(chē)仿真.二 B CG1 -HA -CI3,TXH>Q3J-Z-LIA提W4LSL3SDML 蛇 ISKFG1ro MLMLS。如74LSO4D器如口聒pz)74 DSNeA<G?SElD 6V«0?13T 47BADXQWMDffidD74 OSHX3£0E3-41mBiD i&v ULDf3,5 V式：嘀UEX4TD 5 V乂工初JI3*L&7 W圖10.左右轉(zhuǎn)彎剎車(chē)倒車(chē)和晚上行車(chē)仿真電路圖uiaa 4 JJdkU7BO5C DD 74州雇波

19、形分析:-TLT ununu _ . _j_urmojummm_rLJL_TLI_LTL_n圖11.左右轉(zhuǎn)彎剎車(chē)倒車(chē)和晚上行車(chē)仿真波形根據(jù)圖9有當(dāng)S2 Si So =001時(shí)候,L3L2 Li變化順序?yàn)?000001 -011 11L000RR2R=000由于輸出為高電平時(shí)燈亮，所以尾燈地點(diǎn)亮方式為：L1 L1L2-L1L2L3一全滅一 L1R3 R?R1 包為熄滅；7EqZcWLZNX& S1 S0 =010地時(shí)候,R3 RR1變化順序?yàn)椋?00-001 -011 1110001L2L3=000由于輸出為高電平時(shí)燈亮，所以尾燈地點(diǎn)亮方式為：R-R R-R R R一全滅一 R1L1L2L3 包為熄滅.lzq7IGf02E& S1 S0 =011地時(shí)候尺F2RLL2L3包為111，所以所有燈全亮.* S1 Sc =100地時(shí)候 尺F2R,L3 L2L1變化順序都為：000->001- 011-M11P00所以尾燈地點(diǎn)亮方式為：全滅R1,tr*R1R,L1k>R1R2R3.L1L2L3 全滅 zvPgeqJ1hk& S1 So =101 地時(shí)候,R3 RR1L L2L1 為 100 所以 R3, L 亮.8 S1 8=000地時(shí)候,的陵R,L1L2L3包為000，所以所有燈熄滅.經(jīng)過(guò)分析與實(shí)際相符合，所以仿真正確.綜