1、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: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
2、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 42.1 、设计思路 42.2 、设计原理 4三、单元电路(子模块,子程序)分析 53.1 、秒脉冲电路 53.2 、开关控制电路 63.3 、三进制计数器电路 73.4 、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
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S 1 S0L3 L2 L1D1 D2 D30 0正常运行灯灭1 0左转弯按L1 L2 L3顺序点亮0 1右转弯按D1 D2 D3 顺序点1 1临时刹车所有的尾灯随时钟CP同时闪烁
4、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
5、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-j 6 Os D-i Dj D3 Di D2 D3图2-2-2右转弯显示规律图Ly Lz L3 D1 D; D3 Li L; l_
6、3 Di D; 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。VCCT-50VLM555CN图3-1-1 555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。S 1、So置于00状态时,汽车处于正常行驶状态;S
7、 1、So置于10状态时,汽车处于左转弯状态;S 1、So置于01状态时,汽车处于右转弯状态;S 1、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G A给定条件开关(S1、S0 CP的关系真值表如下表:表3-2-1 开关与控制信号真值表CP使能信号S1S 0XGA1由表中整理可得逻辑表达式:G = S 1 S0A = (S 1S0)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
8、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三进制计数器Q Q六个指示灯SL3 L2 L1 D1D2D3CP CP CP CP CP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 00000011。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
9、,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廿4LSOONU2O 74LSC0N.-U7D -|74LSO(1N74L SCIONU7A-J4LM10N图3-4-1 译码显示驱动电
10、路表3-4-1 74LS138 的逻辑功能表输岀So3览A;AiAoVT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,LED3 2、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,LED4 5、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
11、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;(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74LS002四2输入正与门74LS08三3输入正与非门
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