汽车尾灯控制电路设计1副本.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流汽车尾灯控制电路设计1副本.精品文档.学校代码： 学 号：课程设计说明书题 目：汽车尾灯控制器逻辑电路设计学生姓名：学 院：系 别：专 业：班 级： 指导教师： 二一三年七月四日摘 要设计一个控制汽车六个尾灯的电路，用六个指示灯模拟六个尾灯（汽车尾部左右每侧三个灯），并用两个拨动式（乒乓）开关作为转弯信号源；一个兵乓开关用于指示右转弯，一个乒乓开关用于指示左转弯，如果两个乒乓开关都被接通，说明驾驶员是一个外行，紧急闪烁器起作用。右转弯时三个右边的灯应动作，左边的灯则全灭，右边的灯周期性明亮与暗。关键词：模拟控制电路 译码显示驱动电路 脉冲发生

2、器目录一、设计任务概述3二、设计方案论证及方框图4三、电路组成及工作原理4四、电路元器件选择与计算5五、安装与调试91、安装92、测试方案93、调试过程94、调试中发现的问题及解决措施9结论10参考文献11一、设计任务概述本课题要求设计一个汽车尾灯的控制电路。该电路是用于反映汽车在运行时的状态，汽车尾部左右两侧各有3个指示灯。当接通左转、右转、刹车和正常行驶时，指示灯按照指定要求闪烁。假设汽车尾灯左右两侧各有三个指示灯（用发光二极管模拟），要求是：汽车正常远行时指示灯全灭；右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；左转弯时左侧三个指示灯按左循环顺序点亮；临时刹车时所有指示灯同时闪烁。经过以上所

3、述的设计内容及要求的分析，可以将电路分为以下几部分： 首先，建立一个100HZ的时钟信号。触发器用于产生三进制的的循环信号，此信号提供左转、右转的原始信号。左转、右转的原始信号通过6个与门以及电键提供的高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右的3个汽车尾灯上。这部分电路起到信号分拣的作用。分拣之后的信号通过与门，实现与刹车左、右转电键信号的之间选择。最终得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需功能。设计本电路是考虑了三种以上的设计方案。这几种方案的不同在于产生三进制计数器。理论部分已用Multisim12.0软件进行仿真，并且达到设计要求。实际部分在电子实验室和同组的成员在老师的指导下一进行

4、模拟，能够达到理论设计要求。在设计的过程中应该本着元件通用化，成品化，以满足大规模生产的要求，以便在日后产品的更新维护能够更好的方便的进行。同时也要尽量减少设计过程中竞争冒险现象出先的概率。使产品在使用过程中能够稳定的运行，达到良好的无故障率。二者必须达到一定的标准，才能在工厂进行量产。二、 设计方案方框图及论证方案一：该方案通过74LS160或74LS161计数器构成能产生00、01、10三种状态循环的信号。方案二：通过双 J-K 触发器 74LS76来产生00、01、10的三种状态信号方案三：通过D触发器产生00、01、10的三种状态信号 方案四：通过T触发器产生00、01、100的三种状

5、态信号第一种方案非常简单，但是该方案在模拟时发现，由于计数器的竞争冒险的存在，使得尾灯在闪烁时总会出现不自然的中间过程。所以不推荐使用，相对的是第二种方案，效果是最好的，但设计起来比较复杂，需要极大的细心和耐心，最后我们决定采用第三种方案，设计的复杂程度适中，而且达到了预期的设计目的三、电路组成及工作原理 脉冲源脉冲源D触发器逻辑电路频率为100HZ的脉冲左转右转分拣电路左转右转原始信号左转右转转向信号与刹车、行驶信号分拣电路分拣后的左转右转信号刹车正常行驶电键发光二极管 尾灯与汽车运行状态表开关控制运行状态左尾灯右尾灯D4D5D6D1D2D3OO正常运行灯灭灯灭O1右转弯灯灭按D1D2D3顺

6、序循环点亮1O左转弯按D4D5D6顺序循环点亮灯灭11刹车所有的尾灯随时钟CP同时闪烁电路组成及工作原理：经过以上所述的设计内容及要求的分析，可以将电路分为以下几部分：首先，通过脉冲源产生频率为100Hz的脉冲信号，该脉冲信号用于提供给D触发器和刹车时的输入信号。2个D触发器用于产生三端输出的00、01、10的循环信号经过74LS138译码器，将信号转换为左转、右转的原始信号，这部分电路起到信号分拣的作用。左转、右转的原始信号通过6个与门提供的高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右的3个汽车尾灯上。 控制电路主要是将电路的四个状态分离出来，以产生不同的工作状态。最终使电路能够得到的信号即可输

7、出到发光二极管上，实现所需功能。四、电路元器件选择与计算译码电路显示驱动 电路三进制计数器开关控制电路1. D触发器逻辑电路由于汽车左或右转弯时 , 三个指示灯循环点亮 , 所以用三进制计数器控制译码器电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下，各指示灯与各给定条件 (SI 、S0 、 CP 、 Q1 、 Q0 )的关系 , 即逻辑功能表如表4.2.1所示 ( 表中0表示灯灭状态 ,1表示灯亮状态 )开关控制三进制计数器六个指示灯S1S0Q1Q0D6D5D4D1D2D3OOOOOOOOOOOOO1OOO1O1OOOO1O1OOOOOO1OOOO1OOO1OO1O1OO

8、OO1O1OOOOO11CPCPCPCPCPCP其状态图如下图所示，在初始状态时为00，所以要经过一个脉冲周期进入循环，而在整个工作过程中周期信号是一直和本电路连接的，不会出现循环外的11状态，所以不用担心出现不稳定状态，也就是说从接入电源开始电路就是一直处在循环中的。 11100100图4.1.1状态转换图完成D触发器的组装并对其进行仿真图4.1.2状态转换实际电路汽车尾灯电路74LS138 的三个输入端、分别接 、，而是三进制计数器的输出端。当 =0，使能信号 A = G = 1， 计数器的状态为 00，01，10 时，74LS138 对应的输出端、 依次为 0 有效（、信号为 “1”无效

9、），即反相器 G1-G3 的输出端也依次为 0，故指示灯 D1 D2 D3 按顺序点亮示意汽车右转弯。若上述条件不变，而 =1，则 74LS138 对应的输出端 、依次为0有效，即反相器 G4-G6 的输出端依次为 0，故指示灯D4 D5 D6 按顺序点亮，示意汽车左转弯。当 G = 0，A = 1 时，74LS138 的输出端全为1，G6-G1 的输出端也全为1， 指示灯全灭； 当G = 0,A = CP 时，指示灯随 CP 的频率闪烁。2.左转右转控制电路：用译码器及逻辑电路来实现。A、B、C是译码器的输入端，C是高位输入，B、A依次，当 C为高电平有效时驱动、（右转）；而C为低电平时驱动

10、、（左转）。、是译码器的输出端3.刹车和正常行驶控制电路：表4.3开关控制逻辑图开关控制CP使能信号GAOOO1O1111O1111CPOCP对于开关控制电路，设 74LS138 和显示驱动电路的使能端信号分别为 G 和 A，根据总 体逻辑功能表分析及组合得 G、A 与给定条件 (S1、S0、CP) 的真值表，如表4.4所示。由表4.4经过整理得逻辑表达式： 5.最后电路原理图总体电路如图5-1所示，将电路接通后，分别根据要求输入符合要求的脉冲，观察到了汽车尾灯的控制现象。电路原理图如下：五、安装与调试 1、安装（1）将电原理图画成印刷电路板的黑白图并制板。（2）认真安装焊接。 2、测试方案（

11、进入实验室前，预先准备的如何验证设计内容的方案） 1）、调试脉冲发生部分 A、按图连线，检查无误后接通电源 B、连接示波器查看波形，计算频率 2）、调试触发器 3）、调试开关控制电路 4）、调试发光二极管工作状态3、调试过程 1）、调试脉冲发生部分 正确连接电路，查看示波器。 2）、调试触发器 正确连接电路，查看触发器是否在00 01 10三个状态循环。 3）、调试开关控制电路 正确连接电路，查看A端G端是否按真值表正确出结果。 4）、调试发光二极管状态 查找蓝色发光二极管的导通压降和电流，计算上拉电阻的阻值。4、调试中发现的问题及解决措施1）、电源VCC连接不好，连接正常后问题解决。2）、二

12、极管安装反了，正确安装后解决问题。5、电路性能指标测试结果，是否满足要求及对成果的评价 各项指标均符合该逻辑电路功能。结论一、在此次课程设计中完成了下述工作：汽车尾灯控制电路是一种应用极为广泛的设备，具有极好的性价比。在进行设计的过程中，发现整个电路的结构并不是太复杂。整个电路主要由四部分组成：时钟脉冲发生器，触发器，逻辑控制门及发光管驱动电路。其中，时钟脉冲发生器在电路中有极重要的作用，能够通过计算得到需要的脉冲，使其发出不同的频率产生不一样的脉冲。这样才能使电路更好的工作，是控制发光管的一项主要装置之一。而在这之中，如何设置电容和电阻就显得至关重要。其次，准确地设定逻辑控制门也很重要，直接

13、决定了变色发光管能否正常工作以及能否达到设计的要求。再次，对脉冲分配器的选择也起着很大作用。在设计的过程中应该本着元件通用化，成品化，以满足大规模生产的要求，以便在日后产品的更新维护能够更好的方便的进行。同时也要尽量减少设计过程中竞争冒险现象出先的概率。使产品在使用过程中能够稳定的运行，达到良好的无故障率。在焊接的过程中要保证焊接坚固，防止在实验的过程中出现短路或开路状态，来减少实验中的不稳定现象的出现。二.课程设计体会一周的课程设计很快就结束了，总的说来收获不小，不能说设计的过程中是一帆风顺的，开始时是设计阶段也没太在意，后来到动手的时候觉得遇见了好多没想到的问题，平时在书本上划的很熟练的一

14、些电路，当拿到Multisim12.0上进行仿真时就回错误百出。开始时让我极为的伤头，在课程设计的第二天我专门的对Multisim12.0软件进行了操练，当我熟悉了之后用起来就比较得心应手了。也发现用计算机软件进行设计的好处，使产品的设计成本大大的降低。我想这也是最吸引我们的地方，当真正的进行产品大规模生产时利润是相当大的。当我投入设计时才发现乐在其中，这次实验是我们对书本中学到的各个部分原理的一次综合的运用，在书本中我们看那些原理有老师的讲解我们理解起来并不一定十分的困难，但是当我们将那些知识综合运用的电路的设计中确实有了很多意想不到的困难。实践出真知，通过这次电路的设计让我学到了书本中没有

15、的很多东西，我想最主要的就是一种综合能力的提升。我认为这样的电路设计很有现实意义，这样的教学方法对于提升同学们的综合运用能力也是行之有效的，是非常值得推广的。如果在讲课过程中能够运用部分内容穿插一些小设计，或者让同学们自己回去设计一些小电路，并且通过老师的指导演示出来，我想不仅能调动同学的学习积极性，而且还能培养出同学们的创新设计能力。比如这次设计，如果能够让同学们能够演示出来就更好了。如果老师讲课时能够将各种难题能够用软件模拟可以让我们更好的理解。 课程设计是一个增长知识的课堂，在此过程当中不断的认识自己，了解自己，提高自己，无论是在学习和生活中都要有所收获，真正的做到整个实验过场对自己整个

16、人生都有所影响，有所回报，这样才能使整个过程更加的有意义，也使自己的人生更加的充实。在此实验当中，在克服重重困难的同时也使我看到了电子学习的乐趣，为以后的学习工作打下了坚实的基础，为以后的工作与学习赢得了必要的信心与决心。 总的说来，这次课程设计还是比较顺利的。只是在测试阶段遇到一点问题，其他阶段还是完全符合预定计划的，并没有因为什么问题而耽误实验进程。这次课程设计，虽然短暂。但却是我们第一次的自主合作的设计电路。以前书本上的内容第一次完完全全的在实际中实现。在设计过程中，遇到了书本中不曾学到的情况。同时，由于是两人合作制作，是我们学到在将来大规模电路设计中，团体协作是多么的重要。最后，感谢老

17、师为我们提供这次的实习机会和悉心的指导。参考文献1 阎石数字电子技术基础（第3版）北京高等教育出版社19932 中国集成电路大全编委会中国集成电路大全TTL集成电路北京国防工业出版社1985设计说明书打印要求1 纸张及页面原则上用WORD97以上版本打印输出。设计说明书（论文）纸张用A4标准白纸（210mm-297mm），版心尺寸为：左边距30mm，右边距25mm，上边距30mm，下边距25mm。 2 字体与字号各章题序及标题为小二号黑体；各节的一级题序与标题为小三号黑体，各节的二级题序及标题为四号黑体，各节的三级题序及标题为小四号黑体，正文用小四号宋体。目录的标题采用小二号黑体，内容为小四号宋体。3 页码 设计说明书（论文）页码一律用阿拉伯数字连续编码。4 页眉与页脚 设计说明书的封面不加页眉，其它部分均加页眉，页眉采用宋体五号字居中放置，内容为“内蒙古工业大学本科课程设计设计说明书”。页眉下划线为单线，线粗约0.5mm。5 印刷和装订行间距为22磅，即每页32行，每行37字。