关于汽车尾灯的课程设计10518.docx

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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.引言汽车尾灯是汽车的主要部分，在我们的生活中不可缺少，正是有了它才是我们的交通得以正常进行。现在社会上出现交通事故的比例很高除了自身原因外，汽车尾灯也发挥着主要的作用，尾灯的指示灯按正常指定闪烁将会避免很多事故的发生 。汽车尾灯控制电路是数字电路在交通控制电路中的典型应用，在日常生活中有着广泛的应用，本设计基本上模拟了汽车运行过程中的实际状况，一般有左右各三个灯，当人们看到灯不同形式的亮灭闪烁时，就会知道驾驶员的操作意图，即行驶、左转、右转及刹车。本设计将借

2、助Protel 99se和NI Multisim10仿真。1 设计方方案1.1 汽汽车尾灯灯电路设设计要求求 汽车行行驶时有有正常行行驶、左左转、右右转和刹刹车四种种情况，设设汽车尾尾部左右右两侧各各有3个个指示灯灯（用发发光二极极管模拟拟）。（1） 汽车正常运运行时指指示灯全全灭（2） 汽车右转弯弯时，右右侧3个个灯按右右循环顺顺序点亮亮（3） 汽车左转弯弯时，左左侧3个个灯按左左循环顺顺序点亮亮（4） 汽车临时刹刹车时所所有指示示灯同时时闪烁1.2 设设计原理理及原理理框图 汽车尾尾灯控制制电路主主要由开开关控制制电路，三进制制计数器器，译码码、显示示驱动电电路组成成。由于于汽车左左转或右

3、右转时，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。 首先，设设置两个个可控的的开关，可可产生000、001、110、111四种种状态。 开关置置为000状态时时，汽车车处于正正常行驶驶状态； 开关置置为011状态时时，汽车车处于右右转弯的的状态； 开关置置为100状态时时，汽车车处于左左转弯的的状态； 开关置置为111状态时时，汽车车处于刹刹车状态态。 三进制制计数器器可由774LSS1633芯片和和74LLS000构成；译码电电路可用用译码器器74LLS1338和66个与非非门构成成；显示示、驱动动电路由由6个发发光二极极管和66个反向向器构

4、成成。原理框图如如图所示示：脉冲发生电路三进制计数器 开关控制电路译码显示驱动电路 图1.11 原理理框图2单元电路路设计2.1 时时钟脉冲冲电路 5555定时器器简介：5555定时器器的功能能主要由由两个比比较器决决定。两两个比较较器的输输出电压压控制RRS触发发电路和和放电管管的状态态。在电电源与地地之间加加上电压压，当55脚悬空空时，则则电压比比较器AA1的反反向输入入端的电电压为22/3VVcc,A2的的同相输输入端的的电压为为1/33Vccc,若触触发输入入端TRR的电压压小于11/3VVcc,则比较较器A22的输出出为1，可可使RSS触发置置1。，使使输出端端OUTT为1。如如果阙

5、值值输入端端TH的的电压大大于2/3Vccc，同同时TRR电压大大于1/3Vccc，则则A1输输出为11，AA2输出出为0，可可将RSS触发器器置0，可可使输出出为0电电平。下下图为5555定定时器内内部结构构与引脚脚图： 图2.1 内部结结构结构构图 图22.2引引脚图如图为由5555定定时器构构成的多多谐振荡荡器。接接通电源源后，电电容C被被充电，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=（R11+2RR2）Clnn20.77(R11+2RR2)CC=

6、0.7(228.66K+556.77K2)10nnF=00.9994uss这样，通过过电容充充放电时时间，使使多谐振振荡器产产生时钟钟信号。 图图2. 3 时钟钟脉冲电电路时钟脉冲波波形如下下图所示示： 图2. 4脉冲波波形图2.2 开开关控制制电路 开关控控制电路路通过控控制开关关J1和和J2的的开通于于关断，实实现汽车车正常行行驶、左左转弯、右右转弯和和刹车四四种状态态。 J1、JJ2置于于00状状态时，汽汽车处于于正常行行驶状态态； J1、JJ2置于于01状状态时，汽汽车处于于右转弯弯状态； J1、JJ2置于于10状状态时，汽汽车处于于左转弯弯状态； J1、JJ2置于于11状状态时，汽汽

7、车处于于刹车状状态。 图2.55开关控控制电路路图2.3 三三进制计计数器汽车左或右右转弯时时由于是是三个指指示灯循循环点亮亮，所以以用三进进制计数数器控制制译码电电路顺序序输出低低电平，从从而控制制尾灯按按要求电电路，由由此得出出在每种种运行状状态下，各各指示灯灯与各给给定条件件的关系系，即逻逻辑功能能表：（00表示灯灯灭，11表示灯灯亮） 表表2.331三进进制计数数器功能能表开关控制J1 J22三进制计数数器Q1 Q0六个指示灯灯1 2 33 4 5 66 0 0 0 0 00 0 0 000 110 00 11 01 0 00 0 0 00 1 00 0 0 00 0 11 0 0 0

8、1 000 00 11 10 0 00 1 0 000 0 00 0 1 000 0 00 0 0 111 11cp cpp cpp cpp cpp cpp此计数器由由74LLS1663芯片片主要构构成，774LSS1633计数功功能简介介：其计计数是同同步的，靠靠CP同同时加在在四个触触发器上上而实现现的，当当CTpp和CTTt均为为高电平平时，在在CP上上升沿作作用下QQ0-QQ3同时时变化，从从而消除除了异步步计数器器中出现现的计数数尖峰。对对于744LS1163，只只有当CCP为高高电平时时CTpp和CTTt才允允许高至至低电平平的跳变变，而与与CP无无关。774LSS1633的引脚脚

9、图及真真值表： 表2.32 74LLS1663真值值表 图2.66 74LLS1663引脚脚图 计数器电路路图如图图所示： 图22.7三进制制计数器器电路图图2.4 译译码、显显示驱动动电路 此电路路由744LS1138芯芯片和66个与非非门，66个反向向器和发发光二极极管构成成。 74LLS1338芯片片简介：741138为为3线-8线译译码器，其其工作原原理如下下：当一一个选通通端为高高电平，另另两个选选通端为为低电平平时，可可将地址址端的二二进制编编码在一一个对应应的输出出端以低低电平译译出。若若外接一一个反向向器可级级联扩展展成322线译码码器，若若将选通通端中的的一个作作为数据据输入

10、端端时，7741338还可可以做数数据分配配器。下下图为其其引脚图图和真值值表： 表2.441 774LSS1388真值表表 图22.8引脚图图 译码、显示示驱动电电路图如如下图所所示； 图2.9 译码码、显示示驱动电电路图3 性能测测试与仿仿真3.1 PProttel 99SSE和NNI MMulttisiim100仿真软软件的简简单介绍绍3.11 Prootell 999SE的的简单介介绍 Prootell 999SE按按照系统统功能划划分主要要包含以以下两大部分分和6个个功能模模块。电路工程设设计部分分(1)电电路原理理设计部部分（AAdvaanceed SScheemattic 99）

11、：电路原原理图设设计部分分包括电电路图编编辑器（简简称SCCH编辑辑器）、电电路图零零件库编编辑器（简简称Scchliib编辑辑器）以以及各种种文本编编辑器。本本系统的的主要功功能是：绘制、修修改和编编辑电路路原理图图；更新新和修改改电路图图零件库库；查看看和编辑辑有关电电路图和和零件库库的各种种报表。 （2）印刷刷电路板板设计系系统（AAdvaanceed PPCB 99）：印刷电电路板设设计系统统包括印印刷电路路板编辑辑器（简简称PCCB编辑辑器）、零零件封装装编辑器器（简称称PCBBLibb编辑器器）和电电路板组组件管理理器。本本系统的的主要功功能是：绘制、修修改和编编辑电路路板；更更新

12、和修修改零件件封装；管理电电路板组组件。 （3）自动动布线系系统（AAdvaanceed RRoutte 999）：本系统统包含一一个基于于形状（SShappe-bbaseed）的的无栅格格自动布布线器，用用于印刷刷电路板板的自动动布线，以以实现PPCB设设计的自自动化。 电路仿真与与PLDD部分（1）电路路模拟仿仿真系统统（Addvanncedd SIIM 999）：电路模模拟仿真真系统包包含一个个数字/模拟信信号仿真真器，可可提供连连续的数数字信号号和模拟拟信号，以以便对电电路原理理图进行行信号模模拟仿真真，从而而验证其其正确性性和可行行性。 （2）可编编程逻辑辑设计系系统（AAdvaan

13、ceed PPLD 99）：可编程程逻辑设设计系统统包含一一个有语语法功能能的文本本编辑器器和一个个波形编编辑器（WWaveeforrm）。本本系统的的主要功功能是；对逻辑辑电路进进行分析析、综合合；观察察信号的的波形。利利用PLLD系统统可以最最大限度度的精简简逻辑部部件，使使数字电电路设计计达到最最简化。 （3）高级级信号完完整性分分析系统统（Addvanncedd Innteggritty 999）：信号完完整性分分析系统统提供了了一个精精确的信信号完整整性模拟拟器，可可用来分分析PCCB设计计、检查查电路设设计参数数、实验验超调量量、阻抗抗和信号号谐波要要求等。3.12 NI Mull

14、tissim110的简简单介绍绍 NI Mulltissim110仿真真软件适适用于板板级的模模拟/数数字电路路板的设设计。它它包含了了电路原原理图的的图形输输入、电电路硬件件描述语语言输入入方式，具具有丰富富的仿真真分析能能力。NNI MMulttisiim100具有较较为详细细的电路路分析功功能，可可以完成成电路的的瞬态和和稳态分分析、时时域和频频域的分分析、器器件的线线性和非非线性分分析等功功能，可可以帮助助设计人人员分析析电路的的性能。还还可以设设计、测测试和演演示各种种电子电电路，包包括电工工学、模模拟电路路、数字字电路和和接口电电路等，在在进行仿仿真的同同时，软软件还可可以存储储测

15、试点点的所有有数据，列列出被仿仿真电路路的所有有原器件件清单，以以及存储储测试仪仪器的工工作状态态、显示示波形和和具体数数据等。 利用NNI MMulttisiim100可以实实现计算算机仿真真设计与与虚拟实实验，具具有如下下特点：设计与与实验可可以同步步进行；设计和和实验用用的元器器件及测测试仪器器仪表种种类齐全全；可方方便的对对电路进进行测试试与分析析，且易易学易用用，便于于电气类类学生学学习、开开展综合合性的设设计与实实验，有有利于培培养综合合分析能能力、开开发和创创新能力力。3.2 利利用INN Muultiisimm10进进行测试试与仿真真当汽车正常常行驶时时，J11J2处处于000

16、状态，指指示灯全全灭，仿仿真结果果如图所所示：图3. 11正常行行驶时电电路仿真真图测得仿真波波形如下下图所示示：图3.2正正常行驶驶时左尾尾灯仿真真波形图图 图图3. 3正常常行驶时时右尾灯灯仿真波波形图当汽车左转转时，JJ1、J2处处于100状态，LED4、LED5、LED6循环点亮，仿真电路图如下图所示： 图33. 4左转转弯时电电路仿真真图仿真波形如如下图所所示： 图3. 5左转转弯时左左尾灯仿仿真波形形图 图图3. 6左转弯弯时右尾尾灯仿真真波形图图当汽车右转转，J11、J2处处于011状态，LED1、LED2、LED3循环点亮，仿真电路图如下图所示：图3. 77右转弯弯时电路路仿真

17、图图仿真波形如如下图所所示：图3. 88右转弯弯时左尾尾灯仿真真波形图图 图33. 9右转转弯时右右尾灯仿仿真波形形图当汽车刹车车时，JJ1、J2处处于111状态，六六盏灯同同时闪烁烁，仿真真电路图如如下图所示示： 图33.10汽车车刹车时时电路仿仿真图仿真波形图图如下图图所示： 图33.11刹车时时左尾灯灯仿真波波形图 图图3.112刹车车时右尾尾灯仿真真波形图图3.3 PProttel 99SSE 原原理图（SSCH）和印制制电路板板（PCCB）3.31 原理图图（SCCH） 图图3.113汽车车尾灯控控制电路路总原理理图3.32 布线图图 图图3.114 布线图图3.33 电路板板（PC

18、CB） 图图3.115 电电路板（PPCB）4 结论时钟脉冲电电路波形形分析：先观察察时钟脉脉冲产生生电路，见见图2.3。产产生的脉脉冲波形形如图22.4，可可见并不不是完美美的方波波，频率率也有一一些小波波动。这这是由于于基于5555的的多谐震震荡电路路精度并并不是很很高，但但在允许许误差范范围内。右转弯时LLED阴阴极电平平波形分分析：由图33.8和图33.9可知。右右转向时时D4到到D6阴阴极全为为高电平平，而DD1到DD3间隔隔出现低低电平。左左尾灯全全不亮，右右尾灯DD1、DD2、DD3依次次点亮，满满足设计计要求。左转弯时LLED阴阴极电平平波形分分析：由图33.5和图33.6可知

19、。左左转向时时D1到到D3阴阴极全为为高电平平，而DD4到DD6间隔隔出现低低电平。右右尾灯全全不亮，左左尾灯DD4、DD5、DD6依次次点亮，满满足设计计要求。汽车刹车时时LEDD阴极电电平波形形分析：由图33.111和图33.122可知，66个LEED均随随时钟脉脉冲CPP而变化化。呈现现所有灯灯同时闪闪烁，也也符合设设计要求求。通过为期一一周的课课程设计计，基本本完成了了本次设设计的设设计要求求：汽车正正常运行行时指示示灯全灭灭，汽车右右转弯时时，右侧侧3个灯灯按右循循环顺序序点亮，车左转转弯时，左左侧3个个灯按左左循环顺顺序点亮亮，汽车临临时刹车车时所有有指示灯灯同时闪闪烁。本次设设计

20、是通通过查阅阅各种资资料和小小组讨论论与思考考做出来来的，在在设计的的过程中中，单元电电路仿真真和性能能的测试试是用IIN MMulttisiim100软件进进行仿真真的，效效果非常常明显，最后的的总原理理电路图图借助PProttel 99SSE完成成，经过过构建网网络表，自自动布线线等环节节，最终终制成了了PCBB电路板板。设计计基本实实现了汽汽车在运运行时尾尾灯点亮亮方式的的各种情情况。但但仍然存存在很多多不足的的地方，例例如某种种程度上上脱离了了汽车真真正行驶驶时的实实际情况况，还存存在很多多细节方方面要注注意的问问题。如如果在时时间允许许的条件件下可以以对这一一系列不不足进行行逐步的的改正。22