数字电路课程设计汽车尾灯控制范本Word下载.docx

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二、设计条件

利用multisim7.0软件进行仿真

三、设计要求

分析以上设计任务，由于汽车左转弯、右转弯、刹车、倒车、晚上行车时，所有灯点亮的次序和是否点亮是不同的，因此用74138译码器对输入的信号进行译码，从而得到一个低电平输出，再由这个低电平控制一个计数器74160，计数器输出为高电平时就点亮不同的尾灯（这里用发光二极管模拟），从而控制尾灯按要求点亮。

由此得出在每种运行状态下，各指示灯与给定条件间的关系，即逻辑功能表1所示。

汽车尾灯控制电路设计总体框图如图1所示。

汽车尾灯和汽车运行状态表1-1

开关控制

汽车运行状态

右转尾灯

左转尾灯

S0S1S2

R1R2R3

L1L2L3

000

正常运行

灯灭

001

左转弯

按L1L2L3顺序循环点亮

010

右转弯

按R1R2R3顺序循环点亮

011

临时刹车/检测

所有尾灯同时点亮

100

倒车

所有尾灯按照转弯次序点亮

101

晚上行车时

R3，L3一直点亮

图1汽车尾灯控制电路设计总体框图

四、设计内容⑤⑥

（一）.分步设计：

1．时钟信号源（CLK）设计：

①．设计说明：

由于汽车灯是的点亮是给人的不同的信息及该车将要发生的动作，因此汽车的灯在闪烁的时候不能超过一定的频率，可是频率也不能太小，因此我们在设计的时候是采用的555定时器设计的一个脉冲产生源，占空比约为50%，它产生的频率f约为2HZ。

然后经过计数器就能控制汽车灯在循环点亮的时候时间间隔约为0.5S，这样就能让人很清楚的明白该汽车的动作以采取相应的动作从而避免交通事故的发生。

②．设计计算公式（对应右图）：

高电平时间：

低电平时间：

占空比：

③．设计最后图形如右图所示：

高电平时间

=250.0ms

低电平时间

=213.9ms

占空比D=53.8%

频率f=2.158

④.仿真波形以及连接图形：

如右图所示为在multisim7.0里仿真时的实际连接电路。

其中端口3为输出端，使用的时候只要将端口3接到CLK端即可。

555定时仿真

结果图形如右图所示：

分析：

根据右图分析结果，与预期结果一直，故设计正确。

2．主电路设计：

①．设计说明：

实现的主要功能是经过开关控制从而实现汽车尾灯的点亮方式。

根据表1具体实现如下：

当S2S1S0=000时候汽车处于正常行驶，尾灯完全处于熄灭状态，因此经过74138译码后为“11111110”不做任何处理。

当S2S1S0=001时候汽车左转，因此汽车尾灯的左面3个灯按照L1→L1L2→L1L2L3→全灭→L1……顺序循环点亮，具体实现是经过74138对“001”译码为“11111101”然后经过译码后的低电平Y1经过一个非门控制计数器74160的ENT和ENP端开始计数，从而控制灯的点亮方式，计数范围为0000（全灭）→0001（L1点亮）→0010（L1L2点亮）→0011（L1L2L3点亮）→0100（异步清零）→0000……循环计数就实现了循环点亮的这个过程。

由于记数脉冲是由555定时器产生的频率约为2HZ方波，因此循环点亮这个过程所需要的时间约为0.5S*4。

当S2S1S0=010时候汽车右转，因此汽车尾灯右面3个灯按照R1→R1R2→R1R2R3→全灭→R1……顺序循环点亮，具体实现是经过74138对“010”译码为“11111011”然后经过译码后的低电平Y2经过一个非门控制计数器74160的ENT和ENP端开始计数，从而控制灯的点亮方式，计数范围为0000（全灭）→0001（R1点亮）→0010（R1R2点亮）→0011（R1R2R3点亮）→0100（异步清零）→0000……循环计数就实现了循环点亮的这个过程。

当S2S1S0=011时候汽车处于刹车状态或者处于检测汽车尾灯是否正常，因此汽车的尾灯全亮，具体实现是经过74138对“011”译码为“11110111”然后经过译码后的低电平Y3经过一个非门直接控制所有的尾灯点亮。

当S2S1S0=100时候汽车处于倒车状态，倒车的时候汽车所有的尾灯按照转弯时候的顺序点亮灯。

具体实现是经过74138对“100”译码为“11101111”

然后经过译码后的低电平Y4经过一个非门控制另外一片计数器74160的ENT和ENP端开始计数，从而控制灯的点亮方式，计数范围为0000（全灭）→000（R1，L1点亮）→0010（R1R2，L1L2点亮）→0011（R1R2R3。

L1L2L3点亮）→0100（异步清零）→0000……循环计数就实现了循环点亮的这个过程。

当S2S1S0=101时候汽车处于晚上行车状态，此时汽车尾灯的左右两端的最下面一个灯一直点亮即L3。

R3一直处于亮的状态。

具体实现是经过74138对“101”译码为“11011111”然后经过译码后的低电平Y5经过一个非门直接控制L3。

R3点亮。

②．主电路的仿真：

分步仿真：

1．汽车左转弯的仿真。

在multisim7.0下（以下的仿真都是在这个软件下，而且都是功能仿真）的仿真的电路图和波形。

图2.左转弯仿真电路

图3.左转弯仿真波形

仿真波形分析：

如图3所示当S2S1S0=001时候，L3L2L1变化顺序为：

000001011111000，由于输出为高电平时灯亮，因此尾灯的点亮方式为：

L1→L1L2→L1L2L3→全灭→L1……

S2S1S0=000的时候，R3R2R1，L1L2L3恒为000，因此所有灯熄灭与实际相符合，因此正确。

⑵.汽车左右转弯仿真。

图4.左右转弯仿真电路

图5.左右转弯仿真波形

波形分析：

根据图5有当S2S1S0=001时候，L3L2L1变化顺序为：

000001011111000，R3R2R1=000由于输出为高电平时灯亮，因此尾灯的点亮方式为：

L1→L1L2→L1L2L3→全灭→L1……R3R2R1恒为熄灭；

S2S1S0=010的时候，R3R2R1变化顺序为：

000001011111000，L1L2L3=000由于输出为高电平时灯亮，因此尾灯的点亮方式为：

R1→R1R2→R1R2R3→全灭→R1……L1L2L3恒为熄灭。

S2S1S0=000的时候，R3R2R1，L1L2L3恒为000，因此所有灯熄灭。

经过分析与实际相符合，因此仿真正确。

⑶.汽车左右转弯和刹车的仿真。

图6.汽车左右和刹车仿真电路

图7.汽车左右和刹车仿真波形

根据图7有当S2S1S0=001时候，L3L2L1变化顺序为：

S2S1S0=011的时候，R3R2R1，L1L2L3恒为111，因此所有灯全亮。

⑷．左右转弯刹车和倒车仿真。

图8.汽车左右转弯刹车和倒车仿真电路

图9.汽车左右转弯刹车和倒车仿真波形

根据图9有当S2S1S0=001时候，L3L2L1变化顺序为：

S2S1S0=100的时候，R3R2R1，L3L2L1变化顺序都为：

000001011111000因此尾灯的点亮方式为：

全灭R1，L1R1R2，L1L2R1R2R3。

L1L2L3全灭

⑸.左右转弯刹车倒车和晚上行车仿真。

图10.左右转弯刹车倒车和晚上行车仿真电路图

图11.左右转弯刹车倒车和晚上行车仿真波形

S2S1S0=101的时候，R3R2R1，L3L2L1为100因此R3，L3亮。

综合以上⑴⑵⑶⑷⑸得知此电路的设计是正确的。

（二）.总体设计：

1.设计的最后原理图：

图12.总体设计的最后原理图

五.设计总结

本次设计是经过查阅各种资料和我们的讨论的思考做出来的，由于学过multisim7.0，经过思考后觉得由于我们的主电路都是数字