电子技术课程设计---汽车尾灯设计.doc

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1、数字电子技术课程设计题目：汽车尾灯控制班 级： 姓 名： 学 号: 指导教师： 完成时间： 汽车尾灯控制电路一设计任务设计一个汽车尾灯控制电路，用6个发光二极管模拟汽车尾灯，即左尾灯（L1-L3）3个发光二极管；右尾灯（R1-R3）3个发光二极管。用两个开关分别控制左转弯尾灯显示和右转弯尾灯显示。当左转弯开关KL打开时，左转弯尾灯显示的3个发光二极管按右循环规律（L1L2L3L2L3L3全灭）显示。同样，当右转弯开关KR被打开时，右转弯尾灯与左转弯灯相同规律显示，但方向相反（R1R1R2R1R2R3全灭R1）。 图1 左转弯显示规律图二、设计条件本设计基于数字电子技术基础实验，通过自行设计电路

2、图并在电脑上利用Multisim软件进行仿真。三、设计要求及原理本课程设计分为实际设计与虚拟仿真两个环节。根据以上要求，要实现当左转弯开关KL打开时，左转弯尾灯显示的3个发光二极管按右循环规律（L1L2L3L2L3L3全灭L1L2L3）显示，如图1。同样，当右转弯开关KR被打开时，右转弯尾灯与左转弯灯相同规律显示，但方向相反。当KR和KL同时按下时，L1L2L3和R1R2R3均按时钟闪烁。可先用74138对开关信号译码来产生高低电平，再用74163来计数，最后把产生的数用逻辑器件来实现上述要求。根据不同的状态，绘制汽车尾灯和汽车运行状态表如下;开关控制汽车运行状态右转尾灯左转尾灯 KR KLR

3、1R2R3L1L2L3 0 0正常运行灯灭灯灭 0 1左转弯灯灭L1L2L3L2L3L3全灭L1L2L3 1 0右转弯R1R1R2R1R2R3全灭R1灯灭 1 1不正常随时钟闪烁随时钟闪烁开关控制电路译码器74138显示驱动电路计数电路74163L1L2L3 R1R2R3由555定时器产生方波图2 汽车尾灯控制电路设计总体框图四、设计内容（一）.分步设计： 1时钟信号源（CLK）设计：设计说明： 在本次实验中，汽车尾灯的闪烁快慢要由计数器74163产生的数的快慢来决定，即与时钟CLK的频率有关。在本次设计中，我想利用555定时器产生0.5kHZ的方波。设计计算公式： 高电平时间： 低电平时间：

4、 设计最后图形如图（3）： 图（3）.仿真波形以及连接图形如图（4）： 如图（3）所示为在Multisim里仿真时的实际连接电路。其中端口out为输出端，使用的时候只要将CLK接OUT即可。555定时仿真结果图形如图（4）所示： 图（4）分析：根据图（4）分析结果，与预期结果一直，故设计正确。2主电路设计： 设计说明：本实验是用开关KR和KL来控制左转弯灯L1L2L3和右转弯灯R1R2R3的变化，当左转弯开关KL打开时，左转弯尾灯显示的3个发光二极管按右循环规律（L1L2L3L2L3L3全灭L1L2L3）显示，如图1。同样，当右转弯开关KR被打开时，右转弯尾灯与左转弯灯相同规律显示，但方向相反

5、。当KR和KL同时按下时，L1L2L3和R1R2R3均按时钟闪烁。故首先要设计好开关控制电路，然后用74138译码使其产生高低电平，再用74163来计数，最后把产生的数用逻辑器件来实现上述要求。开关控制电路的设计，用两个开关来控制，KLKR均打开时74138的输入端ABC=000，KL打开时ABC=100,KR打开时ABC=010，KL和KR同时打开时ABC=100=110。故通过74138译码后产生低电平的端口是：KLKR=00时，74138的输出端均为高电平；KLKR=10时,Y1=0;KLKR=01时,Y2=0；KLKR=11时,Y3=0。计数电路的设计，用十进制计数器74163来完成。

6、把Y1和Y2相或以后接使能端EP 和ET，当KL、KR其中一个闭合时，74163就开始计数，又在它的输出端加一反向器，并且想实现计数方式为：111，110，101，100，111，一直循环下去。要实现循环计数可在100时把QB和BC相或以后接到CR端。显示驱动电路的设计，要想实现当KL闭合时，74163输出111时，灯全亮；输出110时，L1L2亮；输出101时，L1亮；输出100时，全灭，然后循环。KR闭合时，实现相似的结果。当KR,KL同时闭合时，要求灯依时钟信号闪亮。根据此目的，可进行如下设计：在控制L1L2L3时，输出信号均与Y0想与，同样在控制R1R2R3时，输出信号均与Y2相与，在

7、实现随时钟显示时，可以把时钟信号与Y3相与以后，在与以上的信号相或后加到LED灯上。现在关键是要实现信号的转换，111时全亮；110时L1L2亮；101时，把QB和QC相与后加到QC上，L1亮；100时，把刚才的或值与QA相与后加到QA上，故灯全灭。主电路的仿真： 分步仿真：（1） 开关控制电路仿真。在Multisim下（以下的仿真都是在这个软件下，并且都是功能仿真）的仿真的电路图和波形。 开关控制电路仿真电路（2）汽车左转弯的仿真。在Multisim下的仿真的电路图和波形。.左转弯仿真电路.左转弯仿真波形 仿真波形分析：如图所示当KLKR=10时候，L1L2L3变化顺序为：111 011 0

8、01 000 111，由于输出为高电平时LED灯亮，所以尾灯的点亮方式为：L1L2L3L2L3L3全灭L1L2L3KLKR =00的时候，所有灯熄灭与实际相符合，所以正确。 （3）汽车左右转弯仿真。左右转弯仿真电路.左右转弯仿真波形波形分析：根据图有当KLKR =01时候，R3R2R1变化顺序为：000 001 011 111 000，所以尾灯的点亮方式为：R3R2R3R1R2R3全灭R3；KLKR =01的时候，L1L2L3全灭；经过分析与实际相符合，所以仿真正确。.KLKR全按下时的仿真 仿真电路图见图（5）设计的最后原理图； 仿真波形图如下： KLKR全按下时的仿真波形图波形分析：根据图

9、有当KLKR =11时候，L1L2L3,R1R23R3电平的变化均随时钟 的变化相同，故时亮时灭。经过分析与实际相符合，所以仿真正确。 (二).总体设计： 1.设计后最终的原理图：图（5）设计后最终的原理图五.设计总结本次设计是通过查阅各种资料思考做出来的，在设计的过程中我想用Multisim软件进行仿真。但是对于输入脉冲CLK的频率较小，我们又必须设计一个频率较小的方波源，可以利用555定时器构成，于是我又自己设计一个方波源。但是设计好方波源后我们必须仿真看是否正确，于是就用到了Multisim进行仿真。这次我设计的功能都是逐一增加的，首先实现老师给我们提示的文档上面的功能，然后增加一定的功能。 设计中的优点： 基本实现了汽车在运行时候尾灯点亮方式的各种情况。 设计中的不足： 由于在行车的时候都是用开关控制的，所以每一个开关应该有一个消除机械振动的装置，可以利用基本RS触发器来实现。在设计中可以再多用一个74161来做，从而简化电路图。所以如果在时间允许的条件下可以对这一系列的不足进行解决，从而是整个系统更加可靠。六选用教材及参考书教材：数字电子技术基础阎石，高等教育出版社参考书：Multisim使用手册，电脑辅助电路设计