汽車(chē)尾燈控制電路設(shè)計(jì)報(bào)告

1、數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)課題名稱：汽車(chē)尾燈控制電路設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)班級(jí) :姓 名：學(xué) 號(hào)： 日 期： 2014.06.21汽車(chē)尾燈控制電路設(shè)計(jì)、八前言汽車(chē)現(xiàn)今已是非常普遍的交通工具， 作已大量進(jìn)入人們的生活， 隨著電子技 術(shù)的發(fā)展， 對(duì)于汽車(chē)的控制電路， 也已從過(guò)去的全人工開(kāi)關(guān)控制發(fā)展到了智能化 控制。在夜晚或因天氣原因能見(jiàn)度不高的時(shí)候， 人們對(duì)汽車(chē)安全行駛要求很高 汽 車(chē)尾燈控制系統(tǒng)給大家?guī)?lái)了方便。 汽車(chē)尾燈控制器是隨汽車(chē)智能化技術(shù)的發(fā)展 而迅速發(fā)展起來(lái)的， 汽車(chē)尾燈一般是用基于微處器的硬件電路結(jié)構(gòu)構(gòu)成， 正因?yàn)?硬件電路的局限性，不能隨意的更改電路的功能和性能，且可靠性得不到保證， 因此對(duì)汽車(chē)尾燈控制系

2、統(tǒng)的發(fā)展帶來(lái)一定的局限性， 難以滿足現(xiàn)代汽車(chē)的智能化 發(fā)展，而本課題可解決此問(wèn)題。本設(shè)計(jì)主要由四部分組成，包括按鍵電路、 LED 燈電路、信號(hào)發(fā)生電路、 譯碼電路。 汽車(chē)的尾燈是其運(yùn)行方式的最直接表示方式， 令行人或其他車(chē)輛清晰 明白它將要發(fā)生的動(dòng)態(tài)變化， 從而避免交通事故的發(fā)生。 設(shè)計(jì)次電路要求嚴(yán)格符 合交通規(guī)則，尾燈閃亮或熄滅準(zhǔn)確，才不會(huì)讓行人或其他車(chē)輛產(chǎn)生誤解。一 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)、制作一個(gè)汽車(chē)尾燈顯示的電路。 設(shè)汽車(chē)尾部左右兩側(cè)各有 3 個(gè)指示燈（用發(fā)光管模擬），要求是：1. 汽車(chē)正常行駛時(shí)，尾燈全部熄滅。2. 當(dāng)汽車(chē)右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè) 3 個(gè)指示燈按右循順序點(diǎn)亮。3.

3、當(dāng)汽車(chē)左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè) 3 個(gè)指示燈按左循順序點(diǎn)亮。4. 臨時(shí)剎車(chē)時(shí)，所有指示燈同時(shí)閃爍。二 設(shè)計(jì)方案分析本次設(shè)計(jì)方案主要有四個(gè)模塊：脈沖發(fā)生電路、開(kāi)關(guān)控制電路、 三進(jìn)制電路 和譯碼驅(qū)動(dòng)電路。通過(guò)把這四個(gè)模塊組合連接來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)尾燈控制。首先， 通過(guò) 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)用于提供給雙J-K 觸發(fā)器構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器和開(kāi)關(guān)控制電路中的三輸入與非門(mén)的輸入信號(hào)。其次，雙J-K觸發(fā)器構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器用于產(chǎn)生 00、01、10的循環(huán)信號(hào)，此信號(hào)提供 左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號(hào)。最后，左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號(hào)通過(guò)6個(gè)與非門(mén)以及7410 提供的高低電位信號(hào)，將原始信號(hào)分別輸出到左、右的3

4、個(gè)汽車(chē)尾燈上。得到的信號(hào)即可輸出到發(fā)光二極管上，實(shí)現(xiàn)所需功能。三系統(tǒng)組成及原理3.1系統(tǒng)組成本設(shè)計(jì)主要由四部分組成: 秒脈沖振蕩電路； 開(kāi)關(guān)控制電路； 三進(jìn)制電路； 譯碼驅(qū)動(dòng)電路。3.2設(shè)計(jì)原理分析汽車(chē)尾燈控制電路，用6個(gè)發(fā)光二極管模擬汽車(chē)尾燈，即左尾燈（L1-L3）3 個(gè)發(fā)光二極管；右尾燈（D1-D3 3個(gè)發(fā)光二極管。用兩個(gè)開(kāi)關(guān)分別控制左轉(zhuǎn)彎 尾燈顯示和右轉(zhuǎn)彎尾燈顯示。當(dāng)右轉(zhuǎn)彎開(kāi)關(guān)被打開(kāi)時(shí)，右轉(zhuǎn)彎尾燈顯示的3個(gè)發(fā) 光二極管按右循環(huán)顯示。當(dāng)左轉(zhuǎn)彎開(kāi)關(guān)被打開(kāi)時(shí)，左轉(zhuǎn)彎尾燈顯示的3個(gè)發(fā)光二 極管按左循環(huán)顯示。當(dāng)急剎車(chē)時(shí)，6個(gè)發(fā)光二極管閃爍。D-!DsD-i D? D3DD3peoo-oecwDo-

5、圖3.1 右轉(zhuǎn)彎顯示規(guī)律圖Li L2 L-3 Di Di D3Li l_2 L3 Di D2 D3-OOOOOCh圖3.3 急剎車(chē)顯示規(guī)律圖根據(jù)以上要求，要實(shí)現(xiàn)當(dāng)右轉(zhuǎn)彎開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，右轉(zhuǎn)彎尾燈顯示的3個(gè)發(fā)光二 極管按右循環(huán)規(guī)律顯示，如圖 3.1 ;當(dāng)左轉(zhuǎn)彎開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)如圖3.2 ;急剎車(chē)時(shí)如 圖 3.3。根據(jù)不同的狀態(tài)，繪制汽車(chē)尾燈和汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)表如表3-1所示。設(shè)左轉(zhuǎn)彎按鍵為SO,右轉(zhuǎn)彎按鍵為S1。表3-1汽車(chē)尾燈和汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)表開(kāi)關(guān)控制行駛狀態(tài)左尾燈右尾燈S1 S0L1 L2 L3D1 D2 D30 0向前燈滅燈滅0 1右轉(zhuǎn)彎燈滅按D1 D2 D3 順序循環(huán)點(diǎn)亮1 0左轉(zhuǎn)彎按L1 L2 L3順

6、序循環(huán)點(diǎn)亮燈滅1 1急剎車(chē)所有的尾燈隨時(shí)鐘 CP同時(shí)閃爍四單元電路設(shè)計(jì)4.1秒脈沖電路的設(shè)計(jì)方案一：石英晶體振蕩器：此電路的振蕩頻率僅取決于石英晶體的串聯(lián)諧振頻率fs，而與電路中的R、C的值無(wú)關(guān)。所以此電路能夠得到頻率穩(wěn)定性極高的脈沖波形，它的缺點(diǎn)就是頻率不能調(diào)節(jié)，而且頻帶窄，不能用于寬帶濾波。此電路非常適合秒脈沖發(fā)生器的 設(shè)計(jì)，但由于盡量和課堂知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，所以沒(méi)有采用此電路。方案二：由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器：由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。由于555定時(shí)器內(nèi)部的比較器靈敏度高， 輸出驅(qū)動(dòng)電流大，功能靈活，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓 和溫度的影響很小。所以由 555定

7、時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器的振蕩頻率穩(wěn)定，不 易受干擾。因此采用此方案。ct± 39nFC210hFF5TDISTHFTFICC'MDUT圖4.1555多諧振蕩電路LM555CH4.2開(kāi)關(guān)控制電路的設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)控制電路通過(guò)控制開(kāi)關(guān)So和S的閉合與斷開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)正常行駛、左轉(zhuǎn) 彎、右轉(zhuǎn)彎和剎車(chē)四種狀態(tài)。So、S置于00狀態(tài)時(shí)，汽車(chē)處于正常行駛狀態(tài)；So、S置于01狀態(tài)時(shí)，汽車(chē)處于右轉(zhuǎn)彎狀態(tài);So、S置于10狀態(tài)時(shí)，汽車(chē)處于左轉(zhuǎn)彎狀態(tài);So、S置于11狀態(tài)時(shí)，汽車(chē)處于剎車(chē)狀態(tài)。741$100fUVCCWA741SOODlODobmUSA圖4.2開(kāi)關(guān)控制電路開(kāi)關(guān)控制邏輯表達(dá)式:G = St

8、$S0A 二 SSo + S&CP 二 S& S&CP4.3三進(jìn)制計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)汽車(chē)左或右轉(zhuǎn)彎時(shí)由于是三個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮， 所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯 碼電路順序輸出低電平，從而控制尾燈按要求電路，由此得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下, 各指示燈與各給定條件的關(guān)系。邏輯功能表：（0表示燈火，1表示燈亮）表4-1二進(jìn)制計(jì)數(shù)器功能表開(kāi)關(guān)控制三進(jìn)制計(jì)數(shù)器QQ1六個(gè)指示燈SoS 12345600XX0000000 0100000010 10100001 00010000 0000100100 10000101 100000111XXcp cp cp cp cp cp此計(jì)數(shù)器由74LS163芯

9、片主要構(gòu)成，74LS163計(jì)數(shù)功能簡(jiǎn)介：其計(jì)數(shù)是同步 的，靠CP同時(shí)加在四個(gè)觸發(fā)器上而實(shí)現(xiàn)的，當(dāng) CTp和CTt均為高電平時(shí)，在CP 上升沿作用下Q0-Q3同時(shí)變化，從而消除了異步計(jì)數(shù)器中出現(xiàn)的計(jì)數(shù)尖峰。對(duì)于 74LS163,只有當(dāng)CP為高電平時(shí)CTp和CTt才允許高至低電平的跳變，而與 CP 無(wú)關(guān)。表4-2 74LS163真值表輸入h1%出現(xiàn)畜次京狀左許換信導(dǎo)Q產(chǎn)3TTvQ嚴(yán)1 屮St000001000101101賽001001X11i1110観110111g101110X010i0100Qi1圖4.3 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路圖4.4譯碼驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)此電路由74LS138芯片和6個(gè)與非門(mén)，6個(gè)反

10、向器和發(fā)光二極管構(gòu)成。74LS138芯片簡(jiǎn)介：74138為3線-8線譯碼器，其工作原理如下：當(dāng)一個(gè) 選通端為咼電平，另兩個(gè)選通端為低電平時(shí)，可將地址端的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì) 應(yīng)的輸出端以低電平譯出。若外接一個(gè)反向器可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成32線譯碼器，若將選通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，74138還可以做數(shù)據(jù)分配器。譯碼、顯示驅(qū)動(dòng)電路圖如下圖所示:5V-USA :ZO-msoao.UCA .I201868 二 廣、-刃R32O0Q5%2O0Q :6：；use:U5DU6C74LSO1DtFDl R5M隔:：200Q.1.1 y.,.AMLSOOOA74LSQQD仃：二：1)607LS(MDL呼4隔牡；200

11、Q ； :5%'20 °*： ：s74USOTD : : 74USQ4U ： ： ：:15U6FL _ R8200Q : .U9BtTT> 11報(bào) M a I - n 7413WO : : 74L504D ；:烽 :圖4.4 驅(qū)動(dòng)顯示電路圖五系統(tǒng)的調(diào)試與結(jié)果1. 當(dāng)汽車(chē)正常行駛時(shí)，SoSi處于00狀態(tài)，指示燈全滅。仿真結(jié)果在實(shí)驗(yàn)仿真 過(guò)程中已顯示。2. 當(dāng)汽車(chē)右轉(zhuǎn)，SoSi處于01狀態(tài)，LED1 2、3循環(huán)點(diǎn)亮，仿真結(jié)果在實(shí)驗(yàn)仿真過(guò)程中已顯示3. 當(dāng)汽車(chē)左轉(zhuǎn)時(shí)，SS處于10狀態(tài)，LED4 5、6循環(huán)點(diǎn)亮，仿真結(jié)果在實(shí)驗(yàn) 仿真過(guò)程中已顯示。4. 當(dāng)汽車(chē)剎車(chē)時(shí)，SoS處于1

12、1狀態(tài)，6盞燈同時(shí)閃爍，仿真結(jié)果如下：¥刑500£>nSI f| nq 74LSOOO廠 JI一10OQH niaon 5 = A 5* U1QA74LSM) 74UMDJ74LS10DIM555DI74151IX;；4LS00U 74L50W74LSOOU 74LSO4D圖5.1汽車(chē)尾燈控制電路仿真電路圖第一次連接好電路后，電路的顯示結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不太相同， 不能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功 能，即LED燈不能循環(huán)點(diǎn)亮，但在請(qǐng)教同學(xué)和老師、進(jìn)行小組討論和經(jīng)過(guò)多次 檢修后，終于實(shí)現(xiàn)了課程設(shè)計(jì)任務(wù)的全部功能。六總 結(jié)數(shù)字邏輯是電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生必修的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，我們進(jìn)行數(shù)字電子課

13、程設(shè)計(jì)是我們理論聯(lián)系實(shí)際的最好途徑， 將書(shū)本上的知識(shí)利用到實(shí)際的分 析解決問(wèn)題中去，這樣使我們更加牢固的掌握分析與設(shè)計(jì)的基本知識(shí)與理論，更 加熟悉的各種不同規(guī)模的邏輯器件， 掌握邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)的基本方法， 為 以后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。通過(guò)課程設(shè)計(jì)， 基本完成了本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求： 汽車(chē)正常運(yùn)行時(shí)指示燈全 滅，汽車(chē)右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè) 3個(gè)燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮，車(chē)左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè) 3 個(gè)燈按 左循環(huán)順序點(diǎn)亮， 汽車(chē)臨時(shí)剎車(chē)時(shí)所有指示燈同時(shí)閃爍。 從一開(kāi)始接受課程設(shè)計(jì) 任務(wù)，后著手建立設(shè)計(jì)框圖， 再到圖書(shū)館和網(wǎng)上查閱相關(guān)資料， 確定電路圖到最 終制作成型，每一步都必須認(rèn)真仔細(xì)。 雖然開(kāi)始并不是很成功， 不能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功 能，但在請(qǐng)教同學(xué)、 小組討論和經(jīng)過(guò)多次檢修后， 終于實(shí)現(xiàn)了課程設(shè)計(jì)任務(wù)的全 部功能。七 參考文獻(xiàn)1劉勇著數(shù)字電路電子工業(yè)出版社2 屠其非 LED 用于汽車(chē)尾燈的展望 光源與照明 20013張慶雙主編實(shí)用電子電路 200例機(jī)械工業(yè)出版社 2005 年版4陳光夢(mèng)主編數(shù)字電子學(xué)基礎(chǔ)復(fù)旦大學(xué)出版社2005年 3月5劉修文主編圖解電子技術(shù)要訣中國(guó)電力出版社2005年 6 月版附錄I :電路總圖MAVsw7<EUH #<乂LtDjKldMMHitIB*i ,LEOjidTlDMOl訥imi jfT-LtDjtdML燦IHT%VIK-WrMU1KLh