2022年汽车尾灯课程设计.docx

精品学习资源课程名称：数字电子技术课程设计报告设计题目：汽车尾灯掌握系统欢迎下载精品学习资源摘要在现代飞速进展的现代化社会背景下，汽车这一高科技产物越来越多地被人们使用，但也由此造成了一系列的问题，比方，由于汽车的突然刹车，转弯所引发的车祸常显现；假如汽车转弯，刹车时能够通过尾灯状态的变化来提示司机，行人汽车转弯，就可削减车祸发生，交通秩序也能得到很好的维护；因此， 汽车尾灯就起到了一种信号、警示、标志的作用，也是司机在行车途中相互沟通的重要途径；本次试验报告是关于汽车尾灯掌握系统的设计，依据汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系，分析并设计电路；整个电路有 3 进制计数器、译码与显示驱动电路、尾灯状态显示电路、开关掌握电路4 个部分组成； 555 定时器、3 线 8 线译码器实现了依据汽车运行状态指示显示7 种不同的状态模式 ,；74161 三进制计数器实现尾灯的循环点亮；本次报告具体讲解了该系统的设计思路及其具体的实现过程；关键词: 计数器、译码器、定时器、时钟脉冲正文第一章 概述汽车尾灯掌握系统的电路是特别常用的工作电路，在我们日常的生活中有着很广泛的应用；汽车行驶时， 会显现正常行驶、左转弯、右转弯、暂时刹车、倒车、左转弯刹车、右转弯刹车七种情形，针对这七种情形可以设计出汽车尾灯的掌握电路来表示这七种状态；设计一个汽车尾灯掌握系统，技术指标如下：假设汽车尾部左右两侧各有3 个指示灯用 6 个小灯泡模拟； 汽车正常运行时指示灯全灭；汽车左转弯时， 左侧 3 个指示灯按左循环次序点亮；汽车右转弯时，右侧3 个指示灯按右循环次序点亮；暂时刹车时全部指示灯同时闪耀；倒车时，尾部两侧的左右各一个指示灯随CP时钟脉冲同步闪耀；右转弯刹车时，右侧的三个尾部灯次序循环点亮，左侧的灯全亮；左转弯刹车时，左侧的三个尾部灯次序循环点亮，右侧的灯全亮；其次章课程设计任务及要求欢迎下载精品学习资源设计任务设计一个汽车尾灯掌握电路，实现对汽车尾灯显示状态的掌握；基本设计要求 ：设计汽车尾部有左、右两侧各3 个指示灯用发光二极管模拟，依据汽车运行情形，设计电路满意指示灯以下五种不同的状态：1 汽车正常行驶时，汽车尾部左右两侧的指示灯不亮状态；2 汽车右转弯行驶时 同时启动计时系统 ，右侧 3 个指示灯按右循环次序点亮，左侧的指示灯全灭；3 汽车左转弯行驶时 同时启动计时系统 ，左侧 3 个指示灯按左循环次序点亮，右侧的指示灯全灭；4 汽车暂时刹车时，全部指示灯同时处于闪耀状态；5 倒车时，尾部两侧的左右各一个指示灯随CP时钟脉冲同步闪耀；6 利用 555 定时器设计实现秒脉冲发生器；扩展设计要求 ：1 右转弯刹车时，右侧的三个尾部灯次序循环点亮，左侧的灯全亮；左转弯刹车时，左侧的三个尾部灯次序循环点亮，右侧的灯全亮；2 自主设计焊接制作：设计实现汽车远、近关灯自动切换电路；当检测到对面车辆强光时，此时远光灯打开，近光灯关闭；反之，近光灯关闭，远光灯打开；第三章 系统设计方案论证分析以上设计任务，第一利用555 定时器设计实现秒脉冲发生器为人眼能接受的一秒；由于汽车正常行驶、左转弯、右转弯、暂时刹车、倒车、左转弯刹车、右转弯刹车时，全部小灯点亮的次序和是否点亮 是不同的，所以用 74138 译码器对输入的信号进行译码掌握，从而得到一个电平输出，输出为低电平常就点亮不同的尾灯，输出为高电平常尾灯不亮，从而掌握汽车尾灯按要求点亮；3.2 系统设计结构框图及说明由电路的设计要求得出在每种运行状态下，各指示灯与给定条件间的关系，即规律功能表所示； 汽车尾灯掌握电路设计总体框图如以下图所示；欢迎下载精品学习资源汽车尾灯掌握电路设计总体框图显示电路汽车尾灯脉冲发生电路 555计数电路 74161开关掌握电路译码电路 74138汽车尾灯及其行驶状态表掌握开关汽车行驶状态左尾灯右尾灯K3K2K1L1L2L3L4L5L6000正常行驶灯灭灯灭001右转弯灯灭右循环点亮010左转弯左循环点亮灯灭011暂时刹车尾灯随脉冲同步闪耀尾灯随脉冲同步闪耀100倒车L1 随脉冲同步闪耀L6 随脉冲同步闪耀101右转弯刹车全亮右循环点亮110左转弯刹车左循环点亮全亮汽车尾灯掌握电路主要由开关掌握电路，三进制计数器，译码、显示驱动电路组成；由于汽车左转、左转欢迎下载精品学习资源弯刹车或右转，右转弯刹车时，三个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器掌握译码器电路次序输出低电平，从而掌握尾灯按要求点亮；第一，设置三个可控的开关，可产生000、001、010、011、100、101、110 四种状态；开关置为 000 状态时，汽车处于正常行驶状态；开关置为 001 状态时，汽车处于右转弯的状态；开关置为 010 状态时，汽车处于左转弯的状态；开关置为 011 状态时，汽车处于暂时刹车状态；开关置为 100 状态时，汽车处于倒车状态；开关置为 101 状态时，汽车处于右转弯刹车状态；开关置为 110 状态时，汽车处于左转弯刹车状态；三进制计数器可由 74LS161和 74LS00 芯片构成；译码电路可用译码器74LS138和 6 个与门构成；显示、驱动电路由 6 个 LED灯构成；原理框图如下图：脉冲发生电路三进制计数器开关掌握电路译码显示驱动电路单元电路设计3.3.1单元电路工作原理欢迎下载精品学习资源脉冲发生电路工作原理555 定时器简介： 555 定时器的功能主要由两个比较器打算；两个比较器的输出电压掌握RS触发电路和放电管的状态；在电源与地之间加上电压，当5 脚悬空时，就电压比较器A1 的反向输入端的电压为2/3Vcc,A2 的同相输入端的电压为1/3Vcc,假设触发输入端TR 的电压小于 1/3Vcc,就比较器 A2 的输出为 1， 可使 RS触发置 1；，使输出端 OUT 为 1；假如阙值输入端TH 的电压大于 2/3Vcc ，同时 TR电压大于 1/3Vcc， 就 A1 输出为 1， A2 输出为 0，可将 RS触发器置 0，可使输出为0 电平；以下图为 555 定时器内部结构与引脚图：如图为由 555 定时器构成的多谐振荡器； 接通电源后， 电容 C 被充电， Vc 上升， 当 Vc 上升到 2/3Vcc 时， 触发器被复位，此时 Vo 为低电平，电容C 通过 R2 和 T 放电，使 Vc 下降；当 Vc 先讲到 1/3Vcc 时，触发器又被复位， Vo 翻转为高电平；周期T 为：T=R1+2R2Cln20.7R1+2R2C=0.739K+47K×2× 10uF=0.931s,接近 1 秒这样，通过电容充放电时间，使多谐振荡器产生时钟信号；开关掌握电路工作原理通过掌握开关 K1、K2、K3 的开通和关断，实现汽车正常行驶、左转弯、右转弯、暂时刹车、倒车、右转弯刹车、左转弯刹车七种状态K1K2K3 开关置为 000 状态时，汽车处于正常行驶状态；欢迎下载精品学习资源K1K2K3 开关置为 001 状态时，汽车处于右转弯的状态；K1K2K3 开关置为 010 状态时，汽车处于左转弯的状态；K1K2K3 开关置为 011 状态时，汽车处于暂时刹车状态；K1K2K3 开关置为 100 状态时，汽车处于倒车状态；K1K2K3 开关置为 101 状态时，汽车处于右转弯刹车状态；K1K2K3 开关置为 110 状态时，汽车处于左转弯刹车状态；开关掌握电路计数器工作原理：计数器电路的作用是掌握尾灯循环点亮，由上文汽车尾灯及其行驶状态表得只有汽车左转、右转、左转弯刹车、右转弯刹车需要循环点亮尾灯，由于是三个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器掌握译码电路次序输出低电平，K1 为 1 时，掌握译码器Y4、Y5、Y6 端译码输出， K1 为 0 时，掌握译码器Y0、Y1、Y2 端译码输出，从而掌握尾灯按要求电路，由此得出在左转、右转、左转弯刹车、右转弯刹车运行状态下，各指示灯与各给定条件的关系，即规律功能表：开关掌握三进制计数器K3K2K1Q1Q2L1L2L3L4L5L600100000100右转100000100100000101000100000左转1001000001001000欢迎下载精品学习资源10100111100右转刹车101110100111100111000100111左转刹车1001011101001111此计数器由 74161 芯片和与非门构成， 74161 引脚图和功能表如图计数器电路图如下图：译码、显示电路工作原理：此电路由 74LS138芯片和 6 个与门和 6 个发光二极管构成；74LS138芯片简介： 74138 为 3 线-8 线译码器，其工作原理如下：当一个选通端为高电平，另两个选欢迎下载精品学习资源通端为低电平常，可将地址端的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出；假设外接一个反向器可级联扩展成 32 线译码器，假设将选通端中的一个作为数据输入端时，74138 仍可以做数据安排器；以下图为其引脚图和真值表：译码、显示电路如以下图所示：5v 直流电源，555 定时器，39k、10k、47k、5k、20电阻，10uf 、0.01uf 电容，74LS00,74LS08,74F11D，74LS161,74LS161， 74LS138，74LS136， 74LS10，发光二极管，开关；第四章 软件仿真仿真电路图：欢迎下载精品学习资源仿真过程及结果正常行驶欢迎下载精品学习资源右转弯欢迎下载精品学习资源左转弯暂时刹车欢迎下载精品学习资源倒车右转弯刹车欢迎下载精品学习资源左转弯刹车欢迎下载精品学习资源第五章 安装调试1. 依据设计好的交通灯电路原理图列出所需元器件清单；2. 挑选元器件，并按电路图接线，仔细检查接线电路是否正确，留意器件管脚的连接，“悬空端”、“清零端”、“置 1 端”要正确处理；3. 秒脉冲信号发生器与计时电路的调试与上一设计相同；4. 主控器电路的调试，可用规律开关S1、S2、S3、S4、S5分别代替 A、B、L、S、P 信号，秒脉冲作时钟信号，在 S1 S5 不同状态时，主控器状态应按状态转换图转换；5. 假如以上规律关系正确，即可与计时器输出L、S、P 相接，进行动态调试；此时，A、B 信号仍用规律开关 S1、S2 代替；6. 信号灯译码调试也是如此，先用两个规律开关代替Q3、Q2、Q1，当 Q3、Q2、Q1 分别为 000、001、010、011、100、101、110 时，各发光二极管应按设计要求发光；7. 各单元电路均能正常工作后，即可进行整体电路调试；5.2 故障分析欢迎下载精品学习资源在试验过程中，我遇到了各种各样的问题；第一是预备不充分，设计思路有问题而且不够完善，以至于一开头做试验的时候就是错的，铺张了很多时间， 后来在同学的帮忙下，分析了问题所在重新改良了思路， 才进行了下一步的试验；其次，由于小电路较多而且试验室供应的导线有限，电路连接总会出一些问题，反反复复拆了又连，铺张了很多精力，总之由于自己缺乏耐心、细心和动手才能，才导致了操作中的问题；第三，倒车时 6 个二极管的状态应是L1，L6 随 CP变化， L2， L3，L4，L5 不亮，但只能在一开头实现，之后就变成了 6 个二极管一起随CP 变化，不满意设计要求，缘由是存在竞争冒险；第四，基本任务和扩展任务的第一个小任务调试胜利，但自主设计未能完成，是由于时间不够和自己才能不够，假设是再细心一点，耐心一点，时间再充分一点是可以实现的；第六章结论时钟脉冲电路分析：时钟脉冲时间间隔为1s，在试验结果中，人眼能清晰观看到尾灯的亮灭，满意设计要求；右转弯时发光二极管亮灭分析：由上图可知，右转向时L1 到 L3 阴极全为高电平，而L4 到 L6 间隔显现低电平；左尾灯全不亮，右尾灯L4、L5、L6 依次点亮，满意设计要求；左转弯时发光二极管亮灭分析：由上图可知，左转向时L4 到 L6 阴极全为高电平，而L1 到 L3 间隔显现低电平，右尾灯全不亮，左尾灯L1、L2、L3 依次点亮，满意设计要求；汽车暂时刹车时发光二极管亮灭分析：由上图可知， 暂时刹车时 6 个二极管均随时钟脉冲CP而变化； 出现全部尾灯同时闪耀，满意设计要求；汽车倒车时发光二极管亮灭分析：倒车时6 个二极管的状态应是L1， L6 随 CP变化， L2，L3， L4， L5 不亮，但只能在一开头实现，之后就变成了6 个二极管一起随CP变化，不满意设计要求，缘由是存在竞争冒 险；汽车右转弯刹车时发光二极管亮灭分析：由上图可知，右转弯刹车时L1 到 L3 阴极全为低电平，而 L4 到L6 间隔显现低电平；左尾灯全亮，右尾灯L4、L5、L6 依次点亮，满意设计要求；汽车左转弯刹车时发光二极管亮灭分析：由上图可知，右转弯刹车时L4 到 L6 阴极全为低电平，而 L1 到L3 间隔显现低电平；右尾灯全亮，左尾灯L1、L2、L3 依次点亮，满意设计要求；这次课程设计，基本到达了本次设计的各项要求：汽车正常运行时指示灯全灭；汽车右转弯时，左侧全灭，右侧 3 个灯按右循环次序点亮；车左转弯时，右侧全灭，左侧3 个灯按左循环次序点亮；汽车暂时刹车时全部指示灯同时闪耀；右转弯刹车时，右侧的三个尾部灯次序循环点亮，左侧的灯全亮；左转弯刹车时，左侧的三个尾部灯次序循环点亮，右侧的灯全亮；本次设计是通过查阅各种资料和在同学帮忙下做出来的，在设计的过程中，单元电路仿真和性能的测试是用Multisim13 软件进行仿真的，成效特别明显；设计基本实现了汽车在运行时尾灯点亮方式的各种情形；但仍旧存在很多不足的地方，例如某种程度上脱离了汽车真正行驶时的实际情形，仍存在很多细节方面要留意的问题；假如在时间答应的条件下仍可以对这一系列不足之处进行逐步的改正；欢迎下载精品学习资源第七章使用仪器设备清单序号元件数量1555 定时器1239K电阻1310K电阻4447K电阻155K电阻1620电阻275V 直流电源4810UF 电容1911074LS0051174LS0871274F11D21374LS16111474LS3811574LS13611674LS101第八章 收成体会和建议这次课程设计，虽然我没能在规定的时间内完成设计任务交给老师验收通过，但我仍是坚持多花了一些时间做完自己的任务，实现了基本的设计要求；这次课程设计加强了我摸索问题和动手解决问题的才能， 而且使我们更加深刻的体会到了基础学问和提前做预备的重要性；通过对设计原理的推演和元器件的仔细挑选使我们在课堂上学到的学问体系有了更加深化的明白和稳固加强；而且仍可以记住很多东西；比方一些芯片的功能，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻；预就立，不预就废，要想做好做任何事都需要作充分的预备，这一次由于预备不充分，在设计过程中，常常会遇到这样那样的情形，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，因此消耗在这上面的时间用去很多；不仅如此，欢迎下载精品学习资源本次课程设计所选课题与我们的日常生活息息相关，汽车是我们最常用的交通工具之一，我们特别有必要对其灯光的工作原理进行一番讨论；此次课程设计令我受益无穷；参考文献阎石，数字电子技术基础第五版M ，北京：高等训练出版社林涛，数字电子技术基础M，北京：清华高校出版社康华光，电子技术基础数字部分第五版 M ，北京：高等训练出版社谢自美，电子线路设计·试验·测试第三版 M ，武汉：华中科技高校出版社欢迎下载