电子课程设计.docx
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电子课程设计
课程设计报告
课程名称：
电子技术课程设计
设计题目：
汽车尾灯控制
专业：
电气工程及其自动化
班级：
三班学号：
2009024
学生姓名：
时间：
2012年2月27日～3月2日
―――――――以下指导教师填写―――――
分项成绩：
出勤成品答辩及考核
总成绩：
总分成绩
指导教师：
前言
我们的设计内容是设计一个汽车尾灯控制器。
包括设计与制作的全过程：
方案选择、原理图设计、元器件选择、EDA原理图绘制、电路的安装调试与制作、撰写完整的设计报告等步骤。
在此设计中用到了四种芯片，包含基本门、组合电路、时序电路等，完成这个设计内容使我们综合应用数字电路的能力、动手能力，实际应用芯片能力等都有了一定的提高，也做到了学以致用，更增加了我们以后好好学习的动力。
电子课程设计是我们在对“数字电子技术基础”、“模拟电子技术基础”和“电子技术基础实验”有了一定的基础后，一起来完成的任务，既锻炼了我们综合运用电子技术基础知识应用于实际的能力，也提高了使用中规模集成芯片以及调试较大型电子系统的能力，为今后进行复杂的综合型电子系统的设计和调试打下基础。
因为我们学习的东西毕竟有限，而且难以很好的应用到实践中，所以设计必然有不足之处，还请老师多加指正。
目录
一、任务书4
二、原理图6
三、电路设计器件6
四、电路设计分析8五、利用EDA软件对电路进行设计并仿真9
六、电路工作原理分析10
七、电路的安装及逻辑功能的调试11
八、心得体会12
九、参考文献13
郑州大学电气工程学院
电子课程设计任务书
一、课程设计的目的及设计内容
电子课程设计是学生在修完“数字电子技术基础”、“模拟电子技术基础”和“电子技术基础实验”后开设的设计课程。
目的是锻炼学生综合运用电子技术基础知识以及动手的能力，提高学生使用中规模集成芯片以及调试较大型电子系统的能力，同时了解基本逻辑单元电路在实际生活中的应用，为今后进行复杂的综合型电子系统的设计和调试打下基础。
通过课程设计，使学生加强对数字及模拟电子技术的理解，学会查阅资料、方案比较、方案选择以及原理图设计、计算、制作、调试等基本技能，增强分析、解决实际问题的能力。
本设计内容是完成一个汽车尾灯控制器的设计与制作的全过程，包括方案选择、原理图设计、元器件选择、EDA原理图绘制、电路的安装调试与制作、撰写完整的设计报告等。
二、主要功能与指标
1．设置两个控制开关J1、J2；
2．汽车尾灯由六个D1～D6发光二极管构成。
尾灯与汽车行驶控制关系为：
汽车正常行驶：
D1～D6灯灭
汽车右转弯：
D1～D3灯灭，D4～D6按右循环顺序点亮
汽车左转弯：
D1～D3按左循环顺序点亮，D4～D6灯灭
汽车临时刹车或故障：
D1～D6随时钟CP同时闪烁
三、主要元器件及仪器设备
双向移位寄存器74LS194、二输入与非门74LS00、四输入与非门74LS20、六反相器74LS04、555定时器。
发光二极管、开关、电容、电阻等，实验板，稳压电源，万用表。
四、设计成品要求
1．课程设计报告1份；
2．制作成品1套。
五、参考资料
1．康华光.电子技术基础（数字部分）.第四版.北京:
高等教育出版社,2000
2．21IC中国电子网（）
3．阎石．数字电子技术基础．第四版．北京：
高等教育出版社，1998
4．自己补充资料
六、进度安排
进行时间：
一周
星期一：
下达设计任务；查资料、方案设计、原理图设计、元器件选择；
星期二：
各小组讲解设计方案，检查通过后领元器件及工具；
星期三、四：
安装、调试，实现各项功能要求；
星期五：
撰写设计报告，答辩。
附：
设计框图
附：
设计报告格式要求
名称
一、设计任务及要求。
二、原理框图：
说明各框图的功能及各框图的联系。
三、选取元件、参数，列出材料清单，列出集成芯片外管脚图，型号、功能表、部分参数的计算过程。
四、所用仪器、设备。
五、绘制EDA电路原理图，分析电路工作原理。
六、布线、安装、调试：
记录过程，出现的问题，解决的方法。
七、总结心得体会：
感受、想法、新的设想、改进等。
八、参考资料
二、原理图
（1）状态表
开关控制
汽车运行状态
右转尾灯
左转尾灯
S1S2
D4D5D6
D1D2D3
11
正常运行
灯灭
灯灭
01
左转弯
灯灭
D3→D2→D1
10
右转弯
D4→D5→D6
灯灭
00
不正常
随时钟闪烁
随时钟闪烁
（2）原理框图
脉冲发生器产生需要的时钟信号；移位寄存器实现数据的储存，移位；控制开关设置开关状态；驱动控制由各种门电路控制状态输出。
三、电路设计器件
（1）脉冲发生电路利用555定时器实现，R1=5K,R2=5K,C1=100uf，C2=10uf.
（2）利用双向移位寄存器74LS194实现移位寄存：
引脚图
（3）74LS00二输入与非门
管脚图：
真值表：
（4）74LS04反相器
管脚图：
（5）74LS20四输入与非门管脚图：
发光二极管、开关、电容、电阻等，实验板，稳压电源，万用表。
四、电路设计分析
根据以上的原理我们设计了一个比较简单的汽车尾灯控制电路，通过开关S1与S2的断开与闭合分别模拟汽车行驶时的四种状态，实现课程设计的基本要求这次设计汽车尾灯设计中，我们采用六个LED发光二极管来代表汽车尾灯；使用555定时器产生电路的时钟信号。
我们的设计要实现以下功能：
当汽车正常行驶时，六个LED灯全部熄灭；当汽车左转弯时，左侧的三只LED灯按照左循环的顺序依次点亮；当汽车右转弯时，右侧的三个LED灯按照右循环顺序依次点亮；当汽车刹车或出故障时，所有灯同时随CP脉冲闪烁。
我们利用了双向移位寄存器74LS194的移位功能实现了一个三进制的环形计数器，并设计了逻辑开关S1与S2，采用与非门、反相器等集成芯片，以实现当开关S1与S2分别取不同的值时，LED二极管能够按照上述不同的方式点亮或熄灭，模拟汽车尾灯的控制功能。
S1与S2分别取不同的值时所实现的功能的真值表如下所示：
S1
S2
三进制计数器（74LS194）
D6
D5
D4
D3
D2
D1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
1
1
CP
CP
CP
CP
CP
CP
根据以上的原理我们设计了一个比较简单的汽车尾灯控制电路，通过开关J1与J2的断开与闭合分别模拟汽车行驶时的四种状态，实现课程设计的基本要求五、利用EDA软件对电路进行设计并仿真
在确定了电路设计思想之后，我们利用电路仿真软件Multisim10.0分别对控制电路的各个组成部分进行了设计，其中包括脉冲发生电路、移位寄存电路、驱动电路以及控制开关，最终设计出的总体电路图绘制如下所示：
小组采用电路图
自己设计电路
对上述电路的仿真结果如下表所示：
逻辑开关状态
仿真结果
S1断开S2断开
六只LED灯全部熄灭
S1闭合S2断开
D3、D2、D1按左循环顺序依次点亮
S1断开S2闭合
D4、D5、D6按右循环顺序依次点亮
S1闭合S2闭合
六只LED灯随时钟脉冲同时闪烁
其中，S1断开S2断开对应于汽车正常行驶，S1闭合S2断开对应于汽车左转弯，S1断开S2闭合对应于汽车右转弯，S1闭合S2闭合对应于汽车临时刹车或者出故障。
六、电路工作原理分析
（1）.当开关S1与S2均断开时，开关S1、S2，即两个逻辑开关均接高电平，S1=1,S2=1，各经过一个与非门，变成低电平，接入电路。
电路的四输入与非门输出为高电平，与74LS194相连的六个与非门输出均为高电平，下一级的六个与非门输出为低电平，经六个反相器，输出则为高电平，六个LED二极管都处于截至状态，六只灯全部熄灭。
此时对应于模拟汽车正常行驶的状况。
（2）.当开关S1闭合S2断开时，原理同上，四输入与非门输出为高电平，第二级与非门打开，对于D4、D5、D6，二极管的非门输出为高电平，二极管处于截止状态，因此，D4、D5、D6熄灭；对于D1、D2、D3，与74LS194相连的与非门打开，与非门的输出取决于由74LS194产生的计数器输出，此时194处于左移环形计数状态，其三个输出QB、QC、QD分别经反相器接三个与非门的输入，QB、QC、QD的状态不断改变，导致D1、D2、D3依次处于导通状态，三只灯按照左循环顺序依次点亮。
（3）.当开关S1断开S2闭合时，四输入与非门输出为高电平，第二级与非门打开，对于D1、D2、D3由于非门的输出为高电平，二极管处于截止状态，D1、D2、D3均熄灭；对于D4、D5、D6，与非门打开，与非门的输出取决于由74LS194产生的计数器输出，此时194处于右移环形计数状态，其三个输出QB、QC、QD分别经反相器接三个与非门的输入，QB、QC、QD的状态不断改变，导致D4、D5、D6依次处于导通状态，三只灯按照右循环顺序依次点亮。
（4）.当开关S1闭合S2闭合时，S1与S2均接低电平，四输入与非门输出与CP状态相同。
此时74LS194处于置数状态，每一个CP上升沿到来，74LS194进行一次置数，第一级与非门输出均为高电平，第二级与非门打开，再经过一组反相器，输出与CP状态相同，六只二极管同时处于导通或截至状态，出现六只LED同时熄灭或点亮的现象。
此时对应于模拟汽车临时刹车或者出故障的状态。
七、电路的安装及逻辑功能的调试
在利用EDA软件对电路仿真无误后，接下来便开始在面包板上对电路进行安装和调试，具体步骤如下：
（1）用万用表对所具有的电阻、电容元件进行测量，记下每只电阻和电容的参数，并从中选出符合所设计电路要求的器件，如果所提供的电阻或电容与电路设计不符，则修改电路参数，重新进行仿真测试。
（2）根据电路图合理地在面包板上安插集成芯片555、71LS194等，并对面包板上的电源线路进行合理的布置，以方便后面的接线。
（3）按照所设计的电路图进行合理的接线
（4）电路连接完毕后，接通+5v的直流电源，对电路进行功能测试，
（5）若电路逻辑功能出现错误，则由结果分析出错原因，并对电路进行修改，直到电路通过开关S1与S2的断开与闭合能够实现如下功能：
逻辑开关状态
仿真结果
S1断开S2断开
六只LED灯全部熄灭
S1闭合S2断开
D3、D2、D1按左循环顺序依次点亮
S1断开S2闭合
D4、D5、D6按右循环顺序依次点亮
S1闭合S2闭合
六只LED灯随时钟脉冲同时闪烁
（6）对电路进行最后的调整，例如检查元器件及导线的安放是否合理，电路的时钟频率是否过快，元器件的安装是否牢固等，检查无误后，则电路的安装与调试工作圆满完成。
八、心得体会
本次设计我们通过自己上网查阅相关资料，查阅数字电路课本以及实验指导书等很多相关资料，有小组同学集体讨论确定设计思路，然后由大家独立或者两三个人为以小组来设计电路，然后用Multisim10.0进行仿真设计，连接电路。
我们用到了很多自己学过的芯片，如：
74LS194和555定时器以及反相器74LS04等。
所以，经过设计我对他们的功能和运用有了更深一步的了解。
同时感受到了这些课程安排实验的必要性，这样我们才能学以致用，同时通过软件Multisim对电路进行模拟仿真，从而使设计结果得到了验证。
通过这次课程设计环节，是我了解到模拟电路和数字电路之间的联系，使我们对电路设计有了一点点心得体会。
通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。
本次设计，虽然花了很多的时间，但学到了很多的东西，做课程时间的时候，翻书去查阅资料，增强了自己对知识的理解，很多以前不是很懂的问题现在都已经一一解决了，再设计过程中，我们深刻体会到了团队合作的重要性，我们一起解决问题，既学到了知识，又增加了友谊。
设计过程中，有耐性和毅力是很重要的事请。
我们需要不断地探索，改正，调试，来寻找最佳解决方案。
设计好电路之后。
我们选出最好的电路图，我主要负责连接电路，为了是电路美观，并且没有交叉混合的线路，连接任何两个引脚时我们都需要找出所有可能路线，然后选出最合适的，最简洁的路线。
然后开始连接电路，真的感觉到了在设计中，每一个细节都那么重要。
设计好后，我们的电路在调试过程中出线了问题，右边三个灯不亮，左边三个灯循环点亮的顺序也是反的。
经过了很仔细的修改，又历经了五六个小时之后才完全调试好，取得了成功。
总体来说，我们完成了老师布置得任务，设计出了汽车尾灯，但是设计中依然存在一些不足之处，请老师多家指正，我们自己也会继续努力学习。
九．参考资料
1．康华光.电子技术基础（数字部分）.第四版.北京:
高等教育出版社,2000
2．21IC中国电子网（）
3．阎石．数字电子技术基础．第四版．北京：
高等教育出版社，1998
课程设计报告要求和成绩评定
1报告基本内容
前言，目录，任务书，正文，参考文献。
2书写用纸
A4复印纸。
3书写要求
主要部分手工双面或单面书写（计算机绘图等指定内容可打印），字迹清楚，每页20行左右，每行30字左右，排列整齐；页码居中写在页面下方；纸面上下左右4侧边距均为2厘米。
前言和目录合写作为第一页；参考文献接正文书写，不另起页。
公式单占一行居中书写；插图要有图号和图题，图号和图题书写在插图下方；表格要有表号和表题，表号和表题在表格上方书写；物理量单位和符号、参考文献引用和书写以及图纸绘制要符合有关标准规定；有关细节可参考我院《毕业设计成品规范》。
4装订
装订顺序：
封面，前言和目录，任务书，正文及参考文献，图纸，封底；左边为装订边，三钉装订，中间钉反向装订。
5成绩评定
课程设计成绩由出勤（10分）、报告书写规范性及成品[注]质量（30分）、答辩及考核（60分）三部分成绩合成后折合为优秀（90－100分）、良好（80－89分）、中（70－79分）、及格（60－69分）或不及格（60分以下）。
注：
成品含义由课程设计任务书规定，除课程设计报告外，还可以包括图纸、计算机程序、制作品、实验或测试方案等。
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