電子技術(shù)課程綜合設計汽車尾燈控制電路設計專業(yè)教學

1、實習(設計)報告姓 名 班 級 學 號 實習(設計)科目 電子技術(shù)綜合課程設計實習 實習(設計)地點 實習(設計)時間 2016.12.262017.1.6 實習(設計)科 目電子技術(shù)綜合課程設計實習實習設計指導教師姓 名職 務所 在 部 門電氣工程學院電氣工程學院電氣工程學院電氣工程學院實習設計小組成員成員實習設計要求(1) 對該課程必須有認真的態(tài)度，設計實習期間必須保證出勤。 (2) 必須有刻苦鉆研精神，認真完成設計實習任務。(3) 遵守實驗室的各項規(guī)章制度。不按規(guī)程使用儀器儀表，造成損壞或丟失的，應按價賠償。實習設計任務（1）組裝一臺測量電動機轉(zhuǎn)速表；（2）設計一個綜合電子系統(tǒng)（要求至少

2、用到三個以上芯片）(自選)；（3）用multisim軟件對設計的電路進行仿真驗證；（4）設計實習結(jié)束后編寫完整的實習設計報告。第一篇 電子技術(shù)課程綜合設計-汽車尾燈控制電路設計 摘要:當今生活節(jié)奏快，交通擁擠，導致交通事故頻繁發(fā)生，其中汽車追尾事件在交通事故中所占比重較大。追尾事件的發(fā)生主要是由于司機無法把握前方車輛的運行狀態(tài)導致的，而汽車尾燈控制電路的產(chǎn)生，恰好有利于緩解這一狀況。通過對尾燈的控制，體現(xiàn)汽車在公路上的行駛狀態(tài)，即汽車正常行駛、右轉(zhuǎn)彎、左轉(zhuǎn)彎、臨時剎車時，是四個不同的表現(xiàn)狀態(tài)。汽車尾燈顯示控制電路通過提醒其他司機周圍正有車輛進行轉(zhuǎn)彎、剎車操作，來達到減少交通事故發(fā)生的目的，對于

3、減少交通事故具有一定的意義。汽車尾燈顯示控制電路是汽車尾燈顯示電路的重要組成部分，主要完成控制與驅(qū)動功能具體電路由三進制計數(shù)器電路、汽車行駛狀態(tài)開關控制電路和汽車狀態(tài)顯示電路三部分組成。 輔導工具a目 錄1 緒論1 1.1汽車尾燈設計的意義1 1.2汽車尾燈主要研究任務及內(nèi)容12 汽車尾燈課程設計過程描述2 2.1描述主要的設計思路2 2.2 汽車尾燈總體設計方案方框圖3 2.3 汽車尾燈各部分電路設計 33 汽車尾燈整機電路圖設計9 3.1整機電路圖9 3.2器件清單104 仿真結(jié)果105 總結(jié)與體會126 參考文獻121 緒論 1.1汽車尾燈控制電路設計的意義 當今生活節(jié)奏快，交通擁擠，導

4、致交通事故頻繁發(fā)生，其中汽車追尾事件在交通事故中所占比重較大。追尾事件的發(fā)生主要是由于司機無法把握前方車輛的運行狀態(tài)導致的，而汽車尾燈控制電路的產(chǎn)生，恰好有利于緩解這一狀況。本文根據(jù)實際情況設計了汽車尾燈控制系統(tǒng)，這樣汽車在進行剎車和轉(zhuǎn)彎時能夠提醒后方車輛，從而有效的減少交通事故數(shù)量。 1.2汽車尾燈控制電路主要研究任務及內(nèi)容 設計任務主要是：運用所學的理論知識，設計模擬汽車尾燈控制通過三進制的計數(shù)器和譯碼器的改用，以及顯示驅(qū)動和開關控制的電路設計來完成任務。設計通過發(fā)光二極管模擬汽車尾燈來實現(xiàn)了汽車在行駛時候的四種情況：正常行駛、右轉(zhuǎn)彎、左轉(zhuǎn)彎、緊急剎車。設汽車尾部左右兩側(cè)各有3個指示燈（用

5、發(fā)光管模擬），要求是： （1）汽車正常行駛時，尾燈全部熄滅。 （2）汽車右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)3個指示燈按右循順序點亮。 （3）汽車左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè)3個指示燈按左循順序點亮。 （4）汽車緊急剎車時，所有指示燈同時閃爍。 （5）選擇電路方案，完成對確定方案電路的設計。計算電路元件參數(shù) 與元件選擇、并畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。制作實際運行裝置。完成電路的設計，并進行仿真。2 汽車尾燈課程設計過程描述 2.1描述主要的設計思路 設計構(gòu)成一個控制汽車六個尾燈的電路，用六個指示燈模擬六個尾燈（汽車每側(cè)三個燈），并用兩個撥動式開關作為轉(zhuǎn)彎信號源；一個開關用于指示右轉(zhuǎn)彎，一個開關用于指示左轉(zhuǎn)彎，如果兩個開關都

6、被接通，說明駕駛員是一個外行，緊急閃爍器起作用。右轉(zhuǎn)彎時三個右邊的燈應動作，左邊的燈則全滅，右邊的燈，周期性明亮與暗，一周約需一秒，對于左轉(zhuǎn)彎，左邊燈的操作應相類似；當緊急閃爍起作用時，六個尾燈大約以1hz的頻率一致地閃爍著亮與暗。同時，電路還用一個開關模擬腳踏制動器，制動時，若轉(zhuǎn)彎開關未合上（或錯誤地將兩個開關均合上的情況）所有六個尾燈均連續(xù)亮，在轉(zhuǎn)彎的情況下，三個轉(zhuǎn)向的尾燈應正常動作，另三個尾燈連續(xù)亮。另一個開關模擬停車，停車時，全部尾燈亮度為正常的一半。 開關控制 運行狀態(tài) 左轉(zhuǎn)彎 右轉(zhuǎn)彎s0 s1左邊尾燈d1 d2 d3 右邊尾燈 d4 d5 d6 0 0 正常運行燈滅 燈滅 1 0

7、右轉(zhuǎn)彎 燈滅 按d4 d5 d6順序循環(huán)亮 0 1 左轉(zhuǎn)彎 按d1 d2 d3 順序循環(huán)亮 燈滅 1 1 緊急剎車 所有尾燈同時閃 汽車尾燈顯示狀態(tài)變化表 2.2汽車尾燈總體設計方案方框圖 s0 s1 尾燈電路 開關控制電路 譯碼器led顯示、驅(qū)動電路555定時器構(gòu)成的多諧振蕩電路 三進制計數(shù)器2.3汽車尾燈各部分電路設計 2.3.1多諧振蕩電路 圖2.3.11 555定時器管腳圖各引腳功能；1腳：是直接清零端。當端接低電平時基電路不工作，此時不論th處 于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應接高電平。 2腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。3腳：th高觸發(fā)端。4

8、腳：低觸發(fā)端。5腳：控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基 準電壓，當該端不用時，應將該端串入一只0.01f電容接地， 以防引入干擾。6腳：外接電源vcc。雙極型時基電路vcc的范圍是4.5v 16v，cmos 型時基電路vcc的范圍為3v18v。7腳：外接電源負端vss或接地，一般情況下接地。8腳：輸出端vo。由于555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器的振蕩頻率穩(wěn)定，不易受干擾。而且本次控制電路的設計中對脈沖精度要求不高，只要能實現(xiàn)可調(diào)即可。故在該單元電路設計中選擇采用555定時器構(gòu)成多諧振蕩器作為脈沖產(chǎn)生電路。多諧振蕩器又稱為無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒有穩(wěn)定的輸出狀態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。在電路

9、處于某一暫穩(wěn)態(tài)后，經(jīng)過一段時間可以自行觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到另一暫穩(wěn)態(tài)。兩個暫穩(wěn)態(tài)自行相互轉(zhuǎn)換而輸出一系列矩形波。多諧振蕩器可用作方波發(fā)生器由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖2-13所示，r1，r2和c1是外接定時元件，電路中將高電平觸發(fā)端（thr）和低電平觸發(fā)端（tri）并接后接到r2和c1的連接處，將放電端（dis）接r1，r2的連接處。 圖2.3.12 555定時器構(gòu)成多諧振蕩器的電路原理圖由于接通電源瞬間，電容c來不及充電，電容器c1兩端電壓uc為低電平，小于（1/3）vcc，故高電平觸發(fā)端與低電平觸發(fā)端均為低電平，輸出端（out）輸出uo為高電平，放電管截止。這時，電源經(jīng)r1，r2對電容c1充電

10、，使電壓uc按指數(shù)規(guī)律上升，當uc上升到（2/3）vcc時，輸出uo為低電平，放電管導通，把uc從（1/3）vcc 上升到（2/3）vcc這段時間內(nèi)電路的狀態(tài)稱為第一暫穩(wěn)態(tài)，其維持時間tph的長短與電容的充電時間有關。充電時間常數(shù)為（r1r2）c1。由于放電管導通，電容c1通過電阻r2和放電管放電，電路進人第二暫穩(wěn)態(tài).其維持時間tpl的長短與電容的放電時間有關，放電時間常數(shù)隨著c的放電，uc不斷下降，當uc下降到（1/3）vcc時，輸出uo為高電平，放電管截止，vcc再次對電容c1充電，電路又翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)態(tài)。可以理解，接通電源后，電路就在兩個暫穩(wěn)態(tài)之間來回翻轉(zhuǎn)，則輸出端可得矩形波。電路一旦起

11、振后，uc電壓總是在（1/3vcc2/3vcc）。 2.3.2 三進制計數(shù)器 1 92 10 3 114 12 5 13 6 147 158 16 vcc1rd/2rd/2cp2k2j2sd/2q1cp1k1j1sd/1q1q/2qgnd 圖2.3.21 三進制計數(shù)器74ls112芯片管腳圖74ls112是2jk觸發(fā)器 1腳是第一個觸發(fā)器的時鐘脈沖cp1 2腳是1k 3腳是1j 4腳是置位端，低電平有效（即4腳為低時輸出位高）5腳為1q 6腳為1q/7腳為第二個觸發(fā)器的反輸出2q/ 8腳接地 9腳為2q 10腳為第二個出發(fā)器的置位端，11為2j 12為2k，13為第二個觸發(fā)器的時鐘脈沖cp2

12、14為第二個觸發(fā)器的復位端低電平有效（即14腳為低時輸出位低） 15為第一個觸發(fā)器的復位的16為電源vcc 圖2.3.22 三進制計數(shù)器原理圖 2.3.3 開關控制電路 圖2.3.11 開關控制電路原理圖 2.3.4 led顯示、驅(qū)動電路 譯碼電路采用74ls138、六個與非門和六個反相器組成。74ls138的三個輸入端c、b、a分別接入s0、q1、q0。當s1=1，s0=0時，使能端信號a=g=1,計數(shù)器的狀態(tài)為00、01、10，譯碼器對應輸出端y0、y1、y2依次為低電平有效,經(jīng)與非門即使得與r3、r4、r5相連的指示燈d1d2d3按順序循環(huán)點亮，示意汽車左轉(zhuǎn)彎。同理當s1=0，s0=0的

13、時候指示燈d4d5d6按順序循環(huán)點亮，示意汽車右轉(zhuǎn)彎。當g=0,a=1時，74ls138的輸出端全為1，為高電平，此時指示燈全滅，示意汽車正常行駛。而當g=0,a=cp時，所有指示燈將隨cp的頻率循環(huán)閃爍，示意汽車緊急剎車。輔導工具a3 汽車尾燈整機電路圖設計 3.1整機電路圖 圖3.1.11整機電路原理圖3.2器件清單 元件 型號數(shù)量 74ls112 u1 u2 2555 u3 174ls100 u6 u9 u23 u24 u25 u26 u26 u27 874ls136 u5 174ls138 u4 1led led1 led2 led3 led4 led5 led6 6開關 s0 s1 24 仿真結(jié)果 圖4.1 s0 s1打開，正常行駛 圖4.2 s0閉合 s1打開，右轉(zhuǎn)彎 圖4.3 s0打開s1閉合，左轉(zhuǎn)彎 圖4.4 s0 s1閉合，緊急剎車5 總結(jié)與體會通過本次的課程設計，我體會到了學習不但要把書本知識學好，要得弄懂東西還要自己勤翻書，上網(wǎng)查資料，要勤動腦，學會思考，可以從各個方面去思考同一個問題，最重要的是要學會學以致用，把一個大的電路分割成很多小模塊后會比較好設計，設計起來會比較靈活，會有一個清晰的思路。通過汽車尾燈控制電路的設計，使我了解到數(shù)字電路及其芯片的應用面廣，功能強大，使用方便，并且已經(jīng)廣泛地應用在各種機械設備和生產(chǎn)過程的各個方面。在設計過程中通