数电课程设计 汽车转向灯控制电路设计完整版Word文档格式.docx
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循环控制电路用时序逻辑器件构成，左转右转控制电路由门电路构成。
利用计数器的四种循环状态作为左转右转控制电路的输入，左转右转控制电路依据输入而输出111、110、100、000四个状态（高电平有效）。
此时会用到与非门等逻辑器件，所以此套方案用的元器件相对第一套方案多了很多，但能充分用到各个器件。
此次设计采用的是方案二，由时序逻辑器件构成的循环控制电路和由门电路构成的左转右转控制电路能够得到充分应用，没有冗余。
原理框图如图1所示。
图1汽车转向灯控制电路原理图
三、电路设计
1.直流稳压电源电路
直流稳压电源电路能为负载提供稳定的直流电源。
直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定将脉动小的直流电变成不受外界影响的稳定的直流电输出。
环境温度、负载大小、输入电压等因素都会使直流稳压电源的输出电压发生变化。
直流稳压器LM7805CT中保证直流稳压电源安全工作的最大输入电压为5V，保证稳压器安全工作所允许的最大输出电流为1.5A。
电容C2由于消除输出电压中的高频噪声，可输出较大的脉冲电流。
由直流稳压器构成的直流稳压电源电路如图2所示。
图2直流稳压电源电路
2.时钟产生电路
脉冲信号是时序逻辑器件不可缺少的部分。
设计中使用的是多谐振荡器，它是一种自激振荡器，在接通电源以后，不需要外加触发器，便能自动地产生方波信号。
可以用555定时器制作脉冲信号。
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的用双极性工艺制作的中规模集成器件，它的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。
其引脚排列如图3所示。
555定时器的功能表如表1所示。
图3LM555CH的引脚排列图
表1LM555CH的引脚排
输入
输出
RD′
Vn
Vo
To状态
X
低
导通
1
>
2Vcc/3
Vcc/3
<
不变
高
截止
LM555CH定时器中，各元器件的数据推理过程如下：
设C2=10nF,电容的充电时间T1和放电时间T2。
T1=（R1+R2）C1ln[（Vcc–VT-）/（Vcc-VT+）]
=（R1+R2）C1ln2
T2=R2C1ln[（0–VT+）/（0-VT-）]
=R2C1ln2
所以电路的振荡周期为
T=T1+T2=（R1+2R2）C1ln2
振荡频率为
ƒ=1/T=1/[（R1+2R2）C1ln2]
要求脉冲信号频率为1Hz，则T=1s。
若取R1=R2=47KΩ，用代入法可得
C1=10μF。
由555定时器构成的多谐振荡器如图4所示：
图4由555定时器构成的多谐振荡器
3.循环控制电路
循环控制电路由时序逻辑器件74LS161和74LS20组成。
74LS20是常用的双四输入的与非门集成电路，常用在各种数字电路和单片机系列中。
74LS161是4位二进制加法计数器，具有同步置数和异步清零等功能。
其引脚排列如图6所示。
图中LD＇为同步置数端，RD＇为异步清零端，D0、D1、D2、D3为数据输入端，Q0、Q1、Q2、Q3为数据输出端，EP、ET为工作状态控制端，C为进位输出端。
74LS161的功能表如表2所示。
表274LS161的功能表
CLK
RD＇
LD＇
EP
ET
工作状态
置零
↑
预置数
保持
保持（但C=0）
计数
当RD'
=0时所有触发器将同时被置零，74LS161实现异步置零功能，而且置零操作不受其它输入端状态的影响；
RD＇高电平时则执行其他功能。
=1、LD'
=0时,电路工作在同步预置数状态。
且CLK上升沿计数脉冲到达时，数据直接从数据输入端D0、D1、D2、D3置入计数器。
=LD'
=1而EP=0、ET=1时,当CLK信号到达时它们保持原来的状态不变。
同时C的状态也得到保持。
如果ET=0，则EP不论为何状态，计数器的状态也将保持不变，但此时进位输出C等于0。
=EP=ET=1时,当CLK上升沿计数脉冲到达电路工作在计数状态。
在本次设计中只用到4个输出状态，即0000、0001、0010、0011这四个状态为一个循环，利用一个四输入与非门来实现数码管四进制计数显示，从而实现循环电路的控制，进而实现左转右转控制电路的有效输入。
由74LS161构成的循环控制电路如图5所示。
图5由74LS161构成的循环控制电路
循环控制电路中的电容用于滤去高频率的干扰方波。
74LS20实现四个输入的与非功能，实现74HC161的计数功能。
4.左转右转控制电路
左转右转控制电路由与非门构成。
循环控制电路的输出作为左转右转控制
电路的输入来实现汽车左转、右转提示灯电路工作的功能。
假设循环控制电路的输出端分别为A、B、C，左转右转提示灯分别设为W、
X、Y。
那么，左转右转功能的实现如表3所示。
表3左转右转功能控制表
A
B
C
D
W
Y
以左转为例，根据以上真值表，三个指示灯可以用表达式分别表示为:
W=A＇B＇C＇D＇+A＇B＇C＇D+A＇B＇CD＇
X=A＇B＇C＇D＇+A＇B＇C＇D
Y=A＇B＇C＇D＇
开关S1控制左边指示灯，开关S2控制右边指示灯。
接入高电平有效。
W、X、Y依次表示的是从左往右的LED灯。
左转右转控制电路如图6所示。
图6左转右转控制电路
四、性能测试
1.直流稳压电源电路的测试
经测试（测试如图7所示），输出电压最大值如图8所示，负载电流最大值如图9所示。
图7直流稳压电源电路的测试
图8输出电压的最大值图9负载电流的最大值
经过电容滤波电路处理后，稳压电路作用就是稳定前面输出的电压，使输出的直流电压不受输入电压波动的影响。
直流稳压电源电路输出稳定的直流电压，测试如图10所示，输出的直流电压波形如图11所示。
图10输出电压波形的测试图
图11直流稳压电源电路输出的直流电压图
2.时钟产生电路的测试
由555定时器构成的多谐振荡器，在接通电源以后，便能自动地产生方波信号。
脉冲信号的测试如图12所示。
555定时器产生的脉冲信号图如图13所示。
图12脉冲信号的测试图
图13555定时器产生的脉冲信号图
3.循环控制电路的测试
利用时序逻辑器件74LS161和一个四输入与非门来实现数码管四进制计数显示，从而实现循环电路的控制，进而实现左转右转控制电路的有效输入。
加入脉冲信号后，数码管的显示原理图如图14所示，数码管四进制计数显示如图15所示。
图14数码管的显示原理图
图15数码管四进制计数显示
4.左转右转控制电路的测试
测试效果如图16到图19所示（以左转为例）。
当计数器开始从置数端工作后开始计数时，电路正常工作，W、X、Y输出为111、110、100、000这4个循环状态再经过开关的控制接通高电平，指示灯就能按照要求的规律完成闪烁。
由左转右转控制电路输出的控制信号，在开关的控制下，即可完成指示灯的闪烁活动。
开关S1闭合、开关S2断开，接通电源，左转指示灯开始循环闪烁；
开关S1断开、开关S2闭合，右转指示灯循环闪烁。
图16正常工作的状态1
图17正常工作的状态2
图18正常工作的状态3
图19正常工作的状态4
五、结论
由直流稳压电源电路为负载提供稳定的直流电压，555定时器构成的多谐振荡器在接通直流稳压电源以后，便能自动地产生方波信号，为循环控制电路提高脉冲信号。
循环控制电路输出为0000、0001、0010、0011，这四个状态为一个循环，利用一个四输入与非门进行异步置数来实现数码管四进制计数显示，从而实现循环电路的控制，进而实现左转右转控制电路的有效输入。
由开关控制左边指示灯和右边指示灯的闪烁情况。
经过测试，可以看到电路能够正常工作，该电路完成了课程设计的基本要求，实现了如下的设计目的：
电路主要有直流稳压电源电路、时钟产生电路、循环控制电路及左转右转控制电路组成。
加上滤波电路后，可以滤去高频率的干扰波，从而使循环控制电路能够准确运行。
可以准确的实现汽车左转右转指示灯的控制。
参考文献
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高等教育出版社，1998年
[2]赵淑范、王宪伟主编.电子技术试验与课程设计.[M]北京：
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北京航空航天大学出版社，2006年
[5]李秀人主编.电子技术实训指导.[M]西安：
国防工业出版社2006
[6]陈振官等编著.新颖高效声光报警器.[M]北京：
国防工业出版社，2005年
附录I总电路图
附录II元器件清单
序号
编号
名称
型号
数量
R1-R2
电阻
47KΩ
2
R3
1KΩ
3
C1
电容
10μF
4
C2
10nF
5
C3
100pF
6
C4
0.33μF
7
C5
1μF
8
U7、U12、U16、U26-U31
与门
74HC08
9
U3、U5-U6、U8-U11、U13-U15、U17-U19、U21、U25
非门
74HCO4
15
10
U4
与非
74HC20
11
U20、U24
或非
74HC27
12
U22-U23
或门
74HC32
13
U1
计数器
74HC161
14
U2
数码管
DCD_HEX_DIG_YELLOW
LED1-LED6
发光二极管
LED_GREEN
16
U33
集成稳压器
LM7805
17
U32
555定时器
LMC555CH
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