自数电课程设计报告汽车尾灯控制设计Word文档格式.docx
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2010-12-16
内容提要
课程设计作为数字电子技术和模拟电子技术课程的重要组成部分,目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容,基本掌握数字系统设计和调试方法,增加集成电路应用知识,培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。
另一方面爷可以使我们更好地巩固和加深对基础知识的理解,学会设计中小型系统的方法,独立完成调试过程,增强我们理论联系实际的能力,提高电路分析和设计能力。
通过实践应道我们在理论指导下有所创新,为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
通过设计,一方面可以加深我们的理论知识,另一方面也可以提高我们考虑问题的全面性,将理论知识上升到一个时间的阶段。
设计是工科学生面对的重要课题,经历这个过程才能真切感受到工科的魅力,拉近与生产的距离。
本课程设计是设计一个汽车尾灯的控制电路,实现在不同操作下左右各3个尾灯的不同显示方式:
1.在行驶时右转则右边3个灯以:
3灯全灭->
L4亮->
L4、L5亮->L4、l5、L6亮->3灯全灭循环且L1、L2、L3灯一直全灭
2.当左转时则左边3个灯以:
3灯全灭->L3亮->
L2、L3亮->
L1、L2、L3亮->
3灯全灭循环且L4、L5、L6灯全灭
3.当左右2个开关都被借接通时,说明驾驶员是一个外行,紧急闪烁器起作用,6个尾灯大约以1HZ的频率一致地善守着亮与暗的循环
4.当驾驶员紧急刹车时,左右两开关均接通六个灯会同时亮
这要求我们要正确使用各芯片来实现设计要求,理解实验中用到的各个芯片的引脚和接线及其所能实现的逻辑功能。
在所列出的各项方案中选出最简洁的进行设计。
在设计中先明确地把电路分成几部分:
逻辑开关,控制电路,时钟信号产生电路,逻辑电平显示电路,然后根据各个部分设计的电路,然后把所有部分有机结合成一个整体,就设计成了任务要求的电路了。
1 课题背景ﻩ-1-
2 方案的选择及论证ﻩ- 2-
2.1方案-2-
3 设计的步骤及原理图- 5-
3.1电路方框图-5-
3.2双向一位寄存器74LS194A的逻辑功能-5-
3.3555定时器的逻辑功能- 6-
3.4总电路及电路各部分的实现功能及原理-7-
3.5元件的清单- 8 -
4 设计过程中出现的问题及解决方法-9 -
心得体会- 10 -
参考文献- 11-
1 课题背景
汽车作为现代交通工具已大量进入人们的生活,随着电子技术的发展,对于汽车的控制电路,已经从过去的全人工开关控制发展到了智能控制。
在夜晚或因天气原因能见度不高的时候,人们对汽车安全行驶要求很高,汽车尾灯控制系统给大家带来了方便。
汽车尾灯控制器是随汽车智能化技术的发展而迅速发展起来的,汽车尾灯一般是用基于微处理器的硬件电路结构构成,正因为硬件电路的局限性,不能随意的更改电路的功能和性能,且可靠性的不到保证,因此对汽车尾灯控制系统的发展带来一定的局限性。
难以满足先现代汽车智能化发展。
此次设计,可以使学生更好的巩固和加深对基础知识的理解,学会设计中小型数字系统的方法,独立完成调试过程,增强学生理论联系实际能力,提高学生电路设计和分析能力。
通过实践教学引导学生在理论下有所创新,为后继专业课的学习和日后工程实践奠定基础。
2 方案的选择及论证
2.1方案
方案一:
(1)在行驶时右转则右边3个灯以:
L4、L5亮->
L4、l5、L6亮->
3灯全灭循环且L1、L2、L3灯一直全灭
(2)当左转时则左边3个灯以:
L3亮->L2、L3亮->
L1、L2、L3亮->
3灯全灭循环且L4、L5、L6灯全灭
(3)汽车正常运行时指示灯全灭
(4)当驾驶员紧急刹车时,左右两开关均接通六个灯会同时闪烁
方案二:
(1)汽车正常运行时指示灯全灭
(2)在右转弯时,右侧3个指示灯按右循环顺寻点亮
(3)在左循环式,左侧3个指示灯按左循环顺寻点亮
(4)在临时刹车时,所有知指示灯同时点亮
综合分析得,方案一方案较好。
2.2方案论证
1)列出尾灯与汽车运行状态如下表2.2:
开关控制
S0 S1
行驶状态
左尾灯
右尾灯
L1、L2、L3
L4、L5、L6
0
正常行驶
全灭
1
左转
由右到左依次点亮
1
右转
由左到右依次点亮
紧急刹车
全亮
2)首先通过时序信号产生器产生脉冲信号,该信号提供给74LS194和刹车时的输出信号。
此信号提供左右转弯时的原始信号,对信号进行分析之后的信号通过或门。
实现与刹车、检查电建之间的选择。
最终得到水位信号科输出到小灯泡上,实现所需的功能。
同时由于汽车左或右转弯时,3个指示灯依次点亮,所以用三禁止计数器控制译码器电路依次输出低电平,从而控制尾灯按要求点亮。
由此得出每种状态下,个指示灯与给定条件,即逻辑功能表,如下表2.2.2:
三进制计数器
6个指示灯
S0 S1
Q0Q1
L1 L2 L3L4L5 L6
00
0 00 0 0 0
0 1
0 0
0 00 1 00
0 1
0 00 1 11
1 0
0 0 0 1 1 1
1 0
0 0 10 0 0
0 1
0 1 1 0 00
1 0
1 1 1 0 0 0
11
CPCP CP CP CPCP
3)由上画出综框图如下
图2.2.3 综合框图
4)尾灯转向图解
下图为汽车右转时右边灯的闪烁情况
图2.2.4 右等闪烁
3 设计的步骤及原理图
3.1电路方框图
图3.1方框图
3.2双向一位寄存器74LS194A的逻辑功能
图3.274LS194A逻辑功能图
74LS194是一个双向一位寄存器,具有置零、保持、右移、并行输入的功能,功能如下表3.2:
Cr
S1
S0
工作状态
X
X
置零
保持
右移
左移
并行输入
3.3555定时器的逻辑功能
图3.3555逻辑功能图
3.4 总电路及电路各部分的实现功能及原理
图3.4总电路图
各情况下的工作原理
(1)当右转弯的开关打开时,右边芯片的右移串行输入端接了高电平,而左边芯片的左移串行输入端此时接地,所以有右芯片的S1接了低电平,S0接了高电平,依据表一有右芯片工作在右移状态,所以输出端时钟每来一个高电平右移一位,当3个输出全为高电平时,经过一个与非门后为低电平接在置零端,所以3个输出全为高电平时,经过一个与非门后为低电平接在置零端,所以当3个输出全为高电平再来个时钟高电平后将置零。
即L4L5 L6的状态变化为000—>
100—>
110—>
111—>
000循环。
而此时的左芯片由于单刀双掷开关是掷在非门再接到置零端的,所以左芯片处于置零状态,左边三个灯全灭。
(2)当左转弯的开关打开时,左边芯片的右移串行输入端接了高电平,而右边芯片的右移串行输入端此时接地,所以有右芯片的S0接了低电平,S1接了高电平,依据表一有右芯片工作在左移状态,所以输出端时钟每来一个高电平左移一位,当3个输出全为高电平时,经过一个与非门后为低电平接在置零端,所以当3个输出全为高电平再来个时钟高电平后将置零。
即L1L2 L3的状态变化为000—>100—>110—>
111—>000循环。
而此时的左芯片由于单刀双掷开关是掷在非门再接到置零端的,所以右芯片处于置零状态,右边三个灯全灭。
(3)当左右开关都打开时,右芯片的右移串行输入端接了高电平,左芯片的左移串行输入端也接了高电平,因此两个芯片的S0,S1端都为高电平,根据表一知两芯片都在并行输入端,而两芯片的并行输入端都是接的高电平,所以来了一个时钟脉冲输出就由000:
000变成了111:
111,当输出为111:
111时经过一个与非门接到了置零端,所以芯片被置零,因此再来一个时钟脉冲就由111:
111变成了000:
000,如此循环,从而实现了紧急闪烁,6个尾灯一致地闪烁着亮与暗。
3.5元件的清单
器件
数量
74LS194芯片
2个
单刀双掷开关
发光二极管
6个
可调电源
1个
74LS20(与非门)
555定时器
1个
定值电阻
10个
100uF电容
导线
若干
4设计过程中出现的问题及解决方法
1.设计开始时没有思路。
通过查找相关设计书及上网搜索引发自己思维创造能力。
2.某些功能没有找到相关的元器件达到设计目的。
通过询问同学与上网搜阅查找元器件及其参数。
3.制作电子稿时,相关符号难以查找。
通过朋友的帮助完成特殊符号的输入。
心得体会
通过此次的课程设计,我更深地体会到了数字电路在生活中用途,认识到了原来在我们身边的很多东西都是我们学过的知识。
以前总认为课堂上学的和实际应用有很大差距,做完这个课程设计才知道其实是可以紧密相关的,只决定于我们在生活中去不去应用它。
比如,《汽车尾灯的控制电路》,我们平时都看过汽车,可是有几个人会去想把它做出来,我想大多数人的心理都觉得这很难,肯定不是我们能做得出来的。
经过这次的课程设计,我学到了设计的基本步骤和对新品的使用,还有就是功能的完善是最重要的。
此次可省设计得以完成,我感到很开心,因为我终于用自己的所学作出了实际的东西。
在此次设计中,我并没有随便从网上找点什么就直接粘贴过来,也并没有随便找几本参考书就照抄了原设计。
从策划设计进程到设计电路,查找元器件,都是经过我自己的思考再加上查找资料去完成的。
开始,知识单纯的想象汽车尾灯遇到各种情况时所进行的一系列闪烁活动,然后通过观察来来往往的车辆尾灯确定设计要求。
通过对设计要求的分析列出设计方案,然后根据各方案的优缺点综合分析得出最佳方案。
确立方案后,通过模拟实验等方法进行论证。
论证成功,开始进行设计,根据设计要求画出相应的原理图,然后根据需要选出所需要的元器件及其参数。
在设计过程中遇到的许多难题,通过上网查阅资料与翻阅参考书的途径自学理解并解决。
那些很难懂的问题通过与几个同学商议、询问老师,均已一一解决。
参考文献
[1]刘修文主编,实用电子电路设计制作.[M]北京:
中国电力出版社,2005
[2]朱定华主编.电子电路测试与实验.[M]北京:
清华大学出版社,2004
[3]路勇主编.电子电路实验及仿真.[M]北京:
北京交通大学出版社,2004
[4]阎石主编.数字电子技术.[M]北京:
高等教育出版社,2006
[5]谢自美主编.电子线路设计·
实验·
测试.[M]武汉:
华中科技大学出版社,2006
[6]华满清主编.电子技术实验与课程设计.[M]北京:
机械工程出版社,2005
[7]何平主编.电子技术实验教程.[M]北京:
清华大学出版社,2008