数电课程设计汽车尾灯控制电路论文1adp.docx
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数电课程设计汽车尾灯控制电路论文1adp
数字电子技术课程设计
姓名:
张冬明
学号:
2
专业班级:
自动化0804
指导老师:
张彦
日期:
2010,6
汽车尾灯控制器设计
(一)设计要求
假设汽车尾部左右两侧各有4个指示灯(用发光二极管模拟)有四种显示模式如下:
1.汽车正常运行时指示灯全灭;
2.右转弯时,右侧4个指示灯按右循环顺序点亮,每灯只亮0.5秒;
3.左转弯时,左侧4个指示灯按左循环顺序点亮,每灯只亮0.5秒;
4.临时刹车时左右两侧所有指示灯同时闪烁。
(二)汽车尾灯控制电路设计原理
(1)列出尾灯和汽车运行状态表(见表1-1)
汽车尾灯和汽车运行状态关系表(1-1)
开关控制
行驶状态
左尾灯
右尾灯
S1S0
D1D2D3D4
R1R2R3R4
00
向前
灯灭
灯灭
01
右转弯
灯灭
按R1R2R3R4顺序循环点亮
10
左转弯
按D1D2D3D4顺序循环点亮
灯灭
11
刹车
所有的尾灯随时钟CP同时闪烁
(2)设计总体框图
由于汽车左右转弯时,四个指示灯循环点亮,所以用四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,各指示灯和各给定条件(S1、S0、CP、Q1、Q0)的关系,即逻辑功能表如下表(1-2)所示(表中0表示灯灭状态,1表示灯亮状态)。
汽车尾灯控制逻辑功能表(1-2)
由尾灯控制逻辑功能表得出总体框图,如下图(2-1)所示。
汽车尾灯控制电路原理框图(2-1)
(3)设计单元电路
a.三进制计数器电路可由16进制计数器74LS161构成,如下图所示。
b.汽车尾灯电路如图(3-1)所示,其显示驱动电路由6个发光二极管和6个反相器构成;译码电路由3-8线译码器74LS138和6个和非门构成。
74LS138的三个输入端A2、A1、A0分别接S1、Q1、Q0,而Q1Q0是三进制计数器的输出端。
当S1=0、S0=1,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0Y,1Y,2Y依次为0有效(4Y,5Y,6Y信号为“1”无效),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S1=1、S0=0,则74LS138对应的输出端4Y、5Y、6Y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,指示灯全灭灯;当G=0,A=CP时,指示灯随CP的频率闪烁。
汽车尾灯电路(3-1)
c.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和给定条件(S1、S0、CP)的真值表,如表(3-2)所示。
S1,S0,CP和G,A逻辑功能表(3-2)
由表(3-2)经过整理得逻辑表达式为
由上式可得开关控制电路
(4)汽车尾灯总体电路
(二)汽车尾灯控制电路仿真运行(图中S1=A,S0=S)
(1)当汽车正常运行时,S1=S0=0,使G=0,A=1,74LS138的输出端全为1,G6~G1的输出端也全为1,指示灯全灭灯。
(2)当汽车左拐时,S1=1,S0=0时,使得A=G=1,74LS138对应的输出端4Y、5Y、6Y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。
(3)当汽车右拐时,S1=0,S0=1时,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0Y,1Y,2Y依次为0有效(4Y,5Y,6Y信号为“1”无效),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。
(4)当汽车刹车时,S1=S0=1时,G=0,A=CP,指示灯随CP的频率闪烁。
(三)元器件列表
名称
参数及数量
发光二极管
六支
译码器
74LS138一片
计数器
74LS161一片
TTL反向器
74LS04七个
和非门
74LS00十个
异或门
74LS86一个
电阻
200欧八个
直流电源
VCC-5V四个
信号发生器
方波(5V,200HZ)
开关
两个
(四)设计总结:
这次设计是通过查阅各种资料、和同学讨论以及独立思考设计出来的。
在设计过程中,我用到了本学期所学过的同步计数器74LS161和译码器74LS138。
因此,我对它们的功能和运用有了更深一步的了解。
同时通过Multisim软件对电路进行模拟仿真,从而使设计结果得到了验证。
通过这次课程设计环节,使我了解到模拟电路和数字电路之间的联系,使我对单元功能电路的理解和运用能力有了一定的提高。
优点:
基本实现汽车在运行时尾灯点亮方式的基本情况。
设计中的不足:
由于行车时都是开关控制,所以每一个开关都应该有一个消除机械振动的装置,可以用基本SR触发器来实现。
所以在时间允许的情况下,可以对这一不足进行改良,从而使整个系统更加可靠。
(五)参考文献
1.康华光、陈大钦等编《数字电子技术第四版》高等教育出版社,1999.6
2.阎石.数字电子技术基础(第五版[M].北京:
清华大学出版社,2006.5
3.谢自美.电子线路设计、实验、测试[M].北京:
高等教育出版社,2001