数电课设汽车尾灯控制电路.docx

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数电课设汽车尾灯控制电路

等级:

HUNANINSTITUTEOFENGINEERING

课程设计

课程名称数字电子技术

课题名称汽车尾灯控制电路

专业自动化

班级1591班

学号201501209121

姓名黄建龙

指导老师程春红

2017年03月16日

电气信息学院

课程设计任务书

课题名称汽车尾灯控制电路

姓名黄建龙专业自动化班级1591班学号21

指导老师程春红

课程设计时间2017.03.06--2017.03.17

一、任务及要求

任务：

假设汽车尾部左右量测各有3个指示灯（用发光二极管模拟）1.汽车正常运行时指示灯全灭；2.右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；3.左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮；4•临时刹车时所有指示灯同时闪烁。

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：

安装、调试电路；

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

正常运行

灯灭

左转弯

按L1L2L3顺序点

亮

灯灭

右转弯

灯灭

按D1D2D3顺序点

亮

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

开关控制

使能信号

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

开关控制

三进制计数器

六个指示灯

L3L2L1D1

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

3览

A；

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；

调节16位逻辑电平输出开关1（S）到高电平、

（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

四2输入正与门

74LS08

三3输入正与非门

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