汽车尾灯按要求闪动设计数字逻辑课程设计.docx
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汽车尾灯按要求闪动设计数字逻辑课程设计
第一章系统概述
1.1系统内容要求
要求用电路设计仿真软件EWB设计电路,实现以下功能:
汽车在夜间行驶过程中,其尾灯的变化规律如下:
正常行驶时,车后6只尾灯全部点亮;左转弯时,左边3只灯依次从右向左循环闪动,右边3只灯熄灭;右转弯时,右边3只灯依次从左往右循环闪动,左边3只灯熄灭,当车辆停车时,6只灯一明一暗同时的闪动。
1.2要求分析
该系统主要有以下几部分组成:
1.输入
即对系统是个状态的选择:
正常行驶,左转,右转,停止。
而四个状态可用两位二进制表示,所以此处用到一个编码器。
2.功能的实现
左转右转分别用两个移位寄存器实现。
汽车暂停和前进用逻辑门实现。
3.输出
6为输出,接6个显示灯。
第二章具体模块的功能实现
2.1输入
用四个开关输入分别表示汽车的四种状态:
停止,前行,左转,右转,且输入低电平为有效电平。
汽车在同一时刻只能输入一种状态,所以此处可用一个优先编码器74148,并且应将其接成4输入2输出。
如图:
输入为4,5,6,7;输出为A1,A0;
图1.1
当四个输入中有有效状态时,控制端E0和GS输入为0,1;而当没有有效状态时,E0和GS输入为1,0;因此E0和GS应如图接:
图1.2
并且,在无有效状态输入时,希望6盏灯都熄灭,所以让GS和最后的6盏灯的输输出相与。
2.2左转
设移位寄存器1(4位的双向移位寄存器74194)来实现汽车左转时尾灯变化情况:
左边3只灯依次从右向左循环闪动。
让让编码器输出A1与A0异或,然后在和A0相与,再接到CLR1'上,便实现了只有编码器输出A1A0为01时,CLR1’才为1,寄存器1才处于工作状态,其他3个输出值下为非工作状态。
我的实现方法是:
寄存器的高三位QDQCQB为寄存器的输出F1F2F3,左移串行输入端SL为接QB。
当S1S0为11,让寄存器置数,高三位输入DCB置数为1,0,0;然后使S1S0为10,寄存器处在左移的状态,便实现了灯的循环左移。
所以可以设置一个转弯控制开关来控制置数和左移两个状态。
让S1接高电平,S0接转弯控制开关。
如图所示:
图2.1
2.3右转
设移位寄存器2(4位的双向移位寄存器74194)来实现汽车右转时尾灯变化情况:
右边3只灯依次从左往右循环闪动。
让A1与A0异或,然后在和A1相与,再接到寄存器2的清0端CLR2'上,便实现了只有编码器输出A1A0为10时,CLR2’才为1,寄存器2才处于工作状态,其他3个输出值下为非工作状态。
寄存器的低三位QCQBQA为寄存器的输出F1'F2'F3',右移串行输入端SR为接QC。
当S1S0为11,让寄存器置数,低三位输入CBA置数为0,0,1;然后使S1S0为10,寄存器处在右移的状态,便实现了灯的循环右移。
同样用转弯控制开关A来控制置数和右移两个状态。
让S0接高电平,S1接转弯控制开关。
如图所示:
图2.2
2.4汽车停止
汽车停止时,要求6只灯一明一暗同时的闪动。
让编码器的输出A1A0或非,实现编码器的四个输出状态中只有A1A0为00时,其输出F4才为1,再让F4与时钟脉冲相与,输出为F5,便实现了只有编码器A1A0输出为00时,输出F5才为时钟脉冲,而其他三个状态,输出全为低电平。
如此便实现了A1A0为00时灯的一明一暗同时闪动。
如图所示:
图2.3
2.5汽车正常前进
汽车正常行驶时:
要求车后6只尾灯全部点亮。
只要让编码器的输出端A1A0相与,输出为F4'。
便实现了,只有当A1为11时,F4'输出才为高电平,其他三种状态F4’都为低电平。
如图所示:
图2.4
第三章各模块间的连接与总体功能的实现
3.1具体的实现
让各模块的输入都接编码器的输出A1A0,各模块的输出按如下方法接:
第一步:
让汽车正常行驶的模块的输出F4'分别和译码器的6个输出F1F2F3F1’F2'F3'相或得到输出为F6F7F8F6’F7'F8',如图所示:
图3.1
图3.2
第二步:
让汽车停止的模块的输出F5再分别与F6F7F8F6’F7'F8'相或,得到输出为:
G1G2G3G1'G2'G3',如图所示:
图3.3
图3.4
第三步:
最后,让优先编码器的控制端GS分别和G1G2G3G1'G2'G3'相或,最后的输出接在6个指示灯上,如图所示:
图3.5
如此便实现了汽车尾灯的设置。
3.2总电路图
图3.6
结束语
通过本次数字逻辑课程设计,我学到很多在以前上课没法学到的知识。
我知道了如何把课堂内学到的理论知识转化为具体的应用,进一步掌握了移位寄存器和优先编码器的用法,并且也学习掌握了一种新的软件EWB,同时也会使用该软件上的很多构造电路和检验电路的工具。
可以说这次课程设计让我受益匪浅。
在此次的课程设计中我实现了汽车尾灯的变化:
正常行驶时,车后6只尾灯全部点亮;左转弯时,左边3只灯依次从右向左循环闪动,右边3只灯熄灭;右转弯时,右边3只灯依次从左往右循环闪动,左边3只灯熄灭,当车辆停车时,6只灯一明一暗同时的闪动。
但是在实现转弯时,我多设置了一个转弯控制开关A,用来选者寄存器的两个状态置数,移位。
所以用户操作时,如果汽车左转(右转),让左转开关(右转开关)置在有效输入后,还要让开关A由置数状态转换到移位状态,之后才能使灯循环移动。
使整个电路系统不方便且不易理解。
以后要在此处改进。
参考文献
参考文献:
【1】王永军.数字逻辑与数字系统:
电子工业出版社,2006年