電動車尾燈控制電路的設計

1、桂林電子科技大學信息科技學院數(shù)字邏輯電路實訓報告學號0852200129姓名鄭樂涵指導教師：易藝齊慶堃2011年 1 月 10 日實訓題目：電動車尾燈控制電路的設計1. 整機設計1.1 設計要求1.1.1設計任務設計并制作一個電動車尾燈控制電路。1.1.2性能指標要求 . 用中規(guī)模集成芯片實現(xiàn)電動車尾燈控制電路的設計， 假設電動車尾部左右兩側各有 3 個指示燈（用發(fā)光二極管模擬） 。. 當電動車正常運行時，兩側的指示燈全滅。. 當電動車剎車時，兩側指示燈同時閃爍（閃爍時間間隔為1S）。. 當電動車右轉彎時， 右側的 3 只指示燈按 “100 010001100”狀態(tài)循環(huán)順序點亮（每只指示燈閃亮

2、時間為 1S），左側的指示燈全滅。. 當電燈車左轉彎時， 左側的 3 只指示燈按 “001 010100001”狀態(tài)循環(huán)順序點亮（每只指示燈閃亮時間為 1S），右側的指示燈全滅。1.2 整機實現(xiàn)的基本原理及框圖1.2.1基本原理整個電路主要通過模3 計數(shù)電路， 74LS138 譯碼電路， 555 定時器構成的多諧振蕩電路來實現(xiàn)相應的功能。首先，通過 555 定時器構成的多諧振蕩器產生頻率為1HZ的秒沖信號，該脈沖信號用于提供給模3 計數(shù)器和開關控制電路中的三輸入與非門的輸入信號。其中計數(shù)器采用 74LS192芯片來實現(xiàn)模 3 的的計數(shù)產生 00、01、10 的循環(huán)信號，而撥碼開關提供左轉右轉的

3、信號。而譯碼電路是通過74LS138芯片來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出的， 該輸出是低電平，跟 74LS10 芯片的三輸入與非門的輸出（ A）通過 74LS08 芯片的兩輸入與門來決定指示燈的亮與不亮。而 74LS138 芯片的工作與否決定于 74LS86 芯片的兩輸入異或的輸出（ E3），當 E3 輸出為高電平，則該芯片正常工作；當 E3輸出為低電平，則該芯片不工作，輸出全為高電平。1.2.2總體框圖表 電動車尾燈控制邏輯功能表開關控制電74LS138芯片路是否正常工作S1S000否01是10是11否模 3計數(shù)器Q1Q0000 11 00 00 11 0000 11 00 00 11 0六個指示燈電路實現(xiàn)

4、功能D3 D2 D1 D4 D5 D6電動車正常運00000 0行（指示燈全滅）001000電動車左轉彎010000右側指示燈全100000滅00010 0電動車右轉彎000010左側指示燈全000001滅CP CP CPCP CP CP電動車剎車（指示燈同時閃爍）由上表得出總體框圖，如圖1 所示。顯示驅動電路尾燈開關控制電路電路譯碼電路S0S1三進制計數(shù)器圖 1 電動車尾燈控制電路總體框圖2各功能電路實現(xiàn)原理及電路設計019U2C74LS0882 33267110 BCDUD QQQQCC T T01 23UD L RPP PPCC P M510954141111U674LS192：計數(shù)部分

5、（移位功能）：通過一個模 3 的計算器（用芯片 741S192來實現(xiàn)），采用復位法輸出到譯碼器端(74LS138) ，輸出為三種狀態(tài)00->01->10C 1 10 UF3R 10+5 V1W50 K212D 8LE DR 839 K84R 117CRU 51KCD ISR 9V47 K2TR IG3C PtQDlo6NV55 5GCTH R15C 210 3G ND：脈沖產生部分：多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài)，但有兩個暫穩(wěn)態(tài)，電路不需要外加觸發(fā)信號，利用電源通過電阻向電容充電，以及電容通過電阻向輸出端放電，使電路產生多諧振蕩。在這次電路設計中實現(xiàn)產生時間間隔為1 秒的上升沿脈沖，為了方便調

6、脈沖除了R9（47K）固定電阻外，還加了50K 的粗調電阻，通過調整電阻可以實現(xiàn)我們所想要的時間間隔。多諧振蕩器如圖5432109711111101234567U3YYYYYYYY74LS138A B C123EEE123456GND311U7A74LS86122311R13+5V2 11KPR12CS11KSW DIP-2+5V3 4GNDU2D74LS0821U4A74LS101 2316U4B74LS103 4 5：控制開關：撥碼開關提供左轉右轉的信號，并且決定芯片74LS138 工作與否。+5 VR 1R 2R 3R 4R 5R 62 0 020 020 02 0 02 0 020 0

7、D 1LE DD 2LE DD 3LE DD 4LE DD 5LE DD 6LE D3681361U 1 AU 1BU 1CU 1 DU 2 AU 2B74 LS0 874 LS0 874 LS0 874 LS0 874 LS0 874 LS0 81245902312451115432109711111101234567U 3YYYYYYYY74 LS1 38A B C123EEE123456：電動車尾燈電路如上圖所示，其顯示驅動電路由6 個發(fā)光二極管構成；譯碼電路由 3-8 線譯碼器 74LS138和 6 個與門構成。74LS138的三個輸入端 C、B、A 分別接 S1、Q1、Q0，而 Q1

8、、Q0是三進制計數(shù)器的輸出端。 當 S1=0、S0=1時，使能信號 QC=A=1，計數(shù)器的狀態(tài)為 00，01，10 時，74LS138對應的輸出端 Y0，Y1，Y2依次為 0 有效（ Y4，Y5，Y6信號為“ 1”無效），經與門后指示燈 D1->D2->D3 按順序點亮示意電動車右轉彎，若上述條件不變，而S1=1、S0=0 時，則 74LS138 對應的輸出端 Y4，Y5，Y6 依次為 0 有效，經與門后指示燈 D4->D5->D6按順序點亮，示意電動車左轉彎。當 QC=0，A=1時，74LS138的輸出端全為 1，與門的輸出端也為 1，指示燈全滅燈；當 QC=0，A=

9、CP時，指示燈隨 CP的頻率變化而閃爍。3制作與調試過程3.1制作過程3.1.1電路原理圖設計 啟動 Protel 99 SE電路原理圖編輯器 設置電路圖圖紙大小以及版面 在圖紙上放置需要設計的元器件 對所放置的元器件進行布局布線 對布局布線后的元器件進行調整 產生 ERC 報表 保存文檔并打印輸出3.1.2電路板布線 對有關元器件進行封裝 創(chuàng)建網絡表 規(guī)劃電路板 裝入網絡表及元件封裝 元件的布局 自動布局 手工調整 生成 PCB 報表 文件的保存3.1.3電路板的印制 打印 PCB圖 根據(jù) PCB 圖打印板 腐蝕、打孔 涂上松香，防止板子的銅被氧化 把元器件焊接上去3.2 調試過程 檢查了電

10、路板相關器件是否正確焊接 用萬用表測試電路板路線是否短路、虛焊 檢查后無誤時將芯片裝上去， 板子上電，觀察相應功能是否都實現(xiàn)3.3 電路測試將板子的電源接口端接上5V 的電源，板子上面的開關控制車尾燈的狀態(tài)，通過開關上下?lián)軇?，看是否實現(xiàn)車尾燈的左移，右移，剎車，正常行駛相應的功能。假如不正常的話，應該查原理圖及PCB，看是否布線錯誤還是焊接時出現(xiàn)虛焊，還有看看元器件是否焊接準確等等。4電路測試4.1測試儀器與設備5V 的電源，錫條，螺絲刀，萬用表，接線兩條4.2指標測試當電動車剎車時，發(fā)光二極管閃爍，且時間間隔為1S當電動車正常行駛時，發(fā)光二極管全滅當電動車左轉和右轉時，發(fā)光二極管的燈左移和右

11、移4.3誤差分析由于添加了 50K 的滑動變阻器，產生 1S 的脈沖，需要約 17.8K 的電阻，但通過手動滑動是不怎么精確的。還有， 74LS138 具有延遲時間，這導致了，在左移、右移的過程中脈沖一 555 產生的脈沖不一致，還有 74LS192 具有中斷計數(shù)功能，所以當改變撥碼開關是有時候并不是從第一個開始亮的。再有就是電阻值達不到準確值，這也是可能導致信號延遲誤差產生5實訓心得體會為時兩個星期的數(shù)電實訓終于落下帷幕了，在這次實訓中我受益匪淺，學到了許多平常課本上學習不到的實踐知識。剛開始畫原理圖時可以說是信手拈來，不一會功夫便完成了，不過經過ERC 電氣檢查時卻發(fā)現(xiàn)有6 個錯誤，反復查

12、來查去都沒找出與老師發(fā)的原理圖不同之處，后來問了同學后才知道原來那6 個錯誤可以被允許的。接下來便是畫PCB 圖了，因為有7 塊芯片，所以在排列器件的時候我浪費比較長的時間，到最后還是有11 條跳線，看著別人才幾根跳線只能感嘆自己火候還不到家。到最后檢查PCB 圖時發(fā)現(xiàn)那幾塊芯片全都沒有接入 +5V電源，轉回去看原理圖是才發(fā)現(xiàn)在電源那里我忘記加上VCC了，導致幾塊芯片的電源都是VCC 而不是 +5V。之后再重新檢查了一遍，全部都沒有任何問題，接下來便是做板了。因為之前有了模電實訓的經驗，所以在做板的過程并沒有出現(xiàn)過任何問題。最后便是調試電路了，在接入電源時，我心里非常激動，但同時又伴隨著些許的

13、害怕，害怕等下出不來結果，一切的努力都降付諸一炬。不過一切還是朝著預期的目標前進，二極管隨著車尾燈的原理有規(guī)律地跳動起來，不過有一個燈不亮，經檢查才發(fā)現(xiàn)有些管腳出現(xiàn)了虛焊，經過加工后一切都表現(xiàn)得很完美。這次實訓是我獲得了許多實踐知識，更多的是讓我培養(yǎng)了個人的動手能力，希望以后有更多這樣的實訓來鍛煉我們的能力，使我們不再只是一個只會理論知識的“書呆子”，而是一個全面發(fā)展的“十”字形人才。6參考文獻 謝自美電子線路設計·實驗·測試（第二版） 武漢：華中科技大學出版社， 2000. 閻石編著 .數(shù)字電子技術基礎（第四版）M. 北京：高等教育出版社 ,1998. 江國強編著 .新編

14、數(shù)字邏輯電路 M.北京：北京郵電大學出版社,2006. 江國強、蔣艷紅編著 .現(xiàn)代數(shù)字邏輯電路實驗指導M. 北京：電子工業(yè)出版社 ,2003. 中國集成電路大全編寫委員會 .中國集成電路大全： TTL 集成電路 .北京：國防工業(yè)出版社， 1985.附錄： 附錄 1：元件明細表555 芯片1個47K1 個74LS08 芯片2個39K1 個74LS10 芯片1個1K1 個74LS86 芯片1個200排阻1 排74LS138 芯片1個50K 精密可調1 個74LS192 芯片1個0.01uf1 個2 位撥碼開關1個10uf1 個發(fā)光二極管6個（紅綠黃）2 芯電源線一根10*11 銅板1 塊插針若干根

15、附錄 2：電路原理圖131 W+5VR10+5 V50K22D7R 71KLEDJ1+5 V2 V CC1CON2GNDD8LED+5 VR 1R2R3R 4R 5R620 020 020020 020 020 0D1D 2D 3D 4D 5D 6LE DLE DLEDLEDLE DLE DGND3681361U1AU1BU 1CU1DU 2AU 2B74 LS0 874 LS0 874 LS0 874 LS0874 LS0 874 LS0 81245902312451115432109711111101234567U3YYYYYYYY74 LS1 3821U4A74 LS1 0C 110 UFR 839 KR 947 K84CRU57CD ISV2TR IG3tQDlo6NV55 5THR CG