数电课设汽车尾灯控制电路.docx

1、数电课设汽车尾灯控制电路等级:HUNAN INSTITUTE OF ENGINEERING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

2、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。

3、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 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

4、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S 1 S0L3 L2 L1D1 D2 D30 0正常运行灯灭

5、灯灭1 0左转弯按L1 L2 L3顺序点亮灯灭0 1右转弯灯灭按D1 D2 D3 顺序点亮1 1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

6、 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

7、-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_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

8、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 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开关控制CP使能信号S1S 0XGA00X0110X1101X1

9、111CP0CP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Q Q六个指示灯SS 0L3 L2 L1 D1D2D300XX00000000001000100 10100001 01000000000010001010000101000000111XXCP CP CP CP CPCP此计数器由7

10、4LS161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，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

11、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 译码显示驱动电路表3-4-1 74LS138 的逻辑功能表输岀So3览A；AiAoVT斗片T：0XXX冥11111111X1XXX11111111100001111111010001111111011001011111011100111111011110100111011111

12、01011101111110110101111111011101111111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较为简

13、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)(So)(So)到低电平,到低电平,到高电平,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16位逻辑电平显16位逻辑电平显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74LS081三3输入正与非门