数电课设汽车尾灯控制电路文档格式.docx
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要求:
1.设计思路清晰,给出整体设计框图,画出整机原理图;
2.给出具体设计思路,
设计各单元电路、电路器件;
3.总电路设计;
4.进行实验仿真调试,验证设计结果;
5.编写设计说明书;
6.所有图纸和说明书用计算机打印。
二、进度安排
第一周:
周一:
课题内容介绍和查找资料;
周二〜周三:
方案设计,电路仿真,周三下午检查设计方案及仿真结果;
周四〜周日:
周四上午领元器件;
安装、调试电路;
第二周:
周一〜周三:
周四:
验收电路,收元器件,整理实验室,撰写设计报告,打印相关图纸;
周五:
答辩,收设计报告。
三、参考资料
1.康华光主编.电子技术基础(数字部分),高等教育出版社。
2.阎石主编.电子技
术基础(数字部分),清华大学出版社。
3.任为民主编.电子技术基础课程设计,中央广播电视大学出版社。
4.彭介华主编.电子技术课程设计指导,高等教育出版社。
5.谢自美主编.《电子线路设计、实验、测试》,华中理工出版社。
一、课程设计的任务要求3
二、设计方案4
2.1、设计思路4
2.2、设计原理4
三、单元电路(子模块,子程序)分析5
3.1、秒脉冲电路5
3.2、开关控制电路6
3.3、三进制计数器电路7
3.4、译码显示驱动电路8
四、系统仿真/测试9
五、电路安装调试10
六、元件清单11
七、总结12
、课程设计的任务要求
本次设计的任务是设计、制作一个汽车尾灯显示电路。
设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯(用发光二极管模拟),要求是:
1.汽车正常行驶时,尾灯全部熄灭;
2.当汽车左转弯时,左侧3个指示灯按左循顺序点亮;
3.当汽车右转弯时,右侧3个指示灯按右循顺序点亮;
4•临时刹车时,所有指示灯同时闪烁。
根据不同的状态,绘制汽车尾灯和汽车运行状态表如表1-1所示;
绘制汽车尾灯控制电路原理框图如图1-1所示。
(设左转弯按键为S1,右转弯按键为SO)
表1-1汽车尾灯和汽车运行状态表
开关控制
行驶状态
左尾灯
右尾灯
S1S0
L3L2L1
D1D2D3
00
正常运行
灯灭
10
左转弯
按L1L2L3顺序点
亮
01
右转弯
按D1D2D3顺序点
11
临时刹车
所有的尾灯随时钟CP同时闪烁
开矣控制电路
图1-1汽车尾灯控制电路原理框图
二、设计方案
2.1设计思路
本次设计方案主要有四个模块:
555构成的多谐震荡电路、开关控制电路、三进制计数器电路和译码显示驱动电路;
通过把这四个模块组合连接来实现汽车尾灯控制。
首先,通过555定时器构成的多谐振荡器产生脉冲信号,该脉冲信号用于提供给74LS161构成的三进制计数器和开关控制电路中的三输入与非门的输入信号;
其次,74LS161构成的三进制计数器用于产生00、01、10的循环信号,此信号提供左转、右转的原始信号。
最后,左转、右转的原始信号通过6个与非门以及74LS10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。
得到的信号即可输出到发光二极管上,实现所需功能。
2.2设计原理
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(D1-D3)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。
当左转弯开关被打开时,左转弯尾灯显示的3个发光二极管按左循环显示,如
图2-2-1;
当右转弯开关被打开时,右转弯尾灯显示的3个发光二极管按右循环显示,如
图2-2-2;
当急刹车时,6个发光二极管闪烁,如图2-2-3。
D-j6OsD-iDjD3DiD2D3
图2-2-2右转弯显示规律图
LyLzL3D1D;
D3LiL;
l_3DiD;
Dg
图2-2-3急刹车显示规律图
三、单元电路(子模块,子程序)分析
3.1秒脉冲电路
由555定时器构成的多谐振荡电路:
由于555定时器内部的比较器灵敏度高,输出驱动电流大,功能灵活,而且采用差
分电路形式,它的振荡频率受电源电压和温度的影响很小。
所以由555定时器构成的多谐
振荡器的振荡频率稳定,不易受干扰,因此采用此方案做为总电路的脉冲信号源。
VCC
~T-50V
LM555CN
图3-1-1555构成的多谐震荡电路
3.2开关控制电路
开关控制电路通过控制开关S和So的闭合与断开来实现汽车正常行驶、左转弯、右转弯和临时刹车四种状态。
S1、So置于00状态时,汽车处于正常行驶状态;
S1、So置于10状态时,汽车处于左转弯状态;
S1、So置于01状态时,汽车处于右转弯状态;
S1、S0置于11状态时,汽车处于临时刹车状态。
设译码器和显示驱动电路的使能端控制信号分别为G和A,G与译码器74LS138的使
能输入端G1相连接,A与现实驱动电路中与非门的一端相连接。
根据总体功能表分析及组合的GA给定条件开关(S1、S0CP的关系真值表如下表:
表3-2-1开关与控制信号真值表
CP
使能信号
S1
S0
X
G
A
1
由表中整理可得逻辑表达式:
G=S1®
S0
A=(S1S0)'
3.3三进制计数器电路
汽车左或右转弯时由于是三个指示灯循环点亮,所以用三进制计数器控制译码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的关系。
逻辑功能表:
(0表示灯灭,1表示灯亮)
表3-3-1三进制计数器功能表
三进制计数器
QQ
六个指示灯
S
L3L2L1D1
D2
D3
CPCPCPCPCP
此计数器由74LS161芯片主要构成:
利用预置端,当检测到最后一个状态0011时,让LD/端置0,在下一个CP到来时将第一个状态预置到计数器。
图3-3-2电路工作状态为0000〜0011。
其状态图如图3-3-1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一直处在循环中的。
3.4译码显示驱动电路
此电路由74LS138芯片、6个与非门、电阻和发光二极管构成。
74LS138芯片简介:
74LS138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,另两个选通端为低电平时,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。
若外接一个反向器可级联扩展成32线译码器,若将选通端中的一个作为数据输入端时,74LS138还可以做数据分配器。
>
-cU2B
'
廿4LSOON
U2O74LSC0N
.-^U7D--
|74LSO(1N
74LSCION
U7A
-J4LM10N
图3-4-1译码显示驱动电路
表3-4-174LS138的逻辑功能表
输岀
So
3览
A;
Ai
Ao
VT
斗
片
£
T:
冥
译码显示驱动电路图如图3-4-1所示:
四、系统仿真/测试
1.当汽车正常行驶时,SS0处于00状态,指示灯全灭。
仿真结果在实验仿真过程中已显示。
2.当汽车左转,SS0处于10状态,LED32、1循环点亮,仿真结果在实验仿真过程中已显示。
3.当汽车右转时,SiSO处于01状态,LED45、6循环点亮,仿真结果在实验仿真过程中已显示。
4.当汽车临时刹车时,SS0处于11状态,6盏灯同时闪烁,仿真结果在实验仿真过程中已显示。
仿真电路如图4-1所示:
图4-1汽车尾灯控制仿真电路图
五、电路安装调试
因电路图较为简单,一次接线就调试成功调试步骤:
调节16位逻辑电平输出开关1(S)到低电平、示3,2,1,10,11,12不亮,正常运行调试成功;
调节16位逻辑电平输出开关1(S)到高电平、
示3,2,1按左循环顺序移动,左转弯调试成功;
调节16位逻辑电平输出开关1(S)到低电平、示10,11,12按右循环顺序移动,右转弯调试成功;
(So)
到低电平,
到高电平,
示3,2,1,10,11,12随时钟CP同时闪烁,临时刹车调试成功;
16位逻辑电平显
如图5-1所示:
图5-1实际操作电路接线图
六、元件清单
表6-1
名称
型号
领取数量
(个)
丢失数量
备注
四2输入与非门
74LS00
2
四2输入正与门
74LS08
三3输入正与非门