數(shù)電課設(shè)汽車尾燈控制電路

1、等級(jí):課程設(shè)計(jì)課程名稱數(shù)字電子技術(shù)課題名稱汽車尾燈控制電路專業(yè)自動(dòng)化班級(jí)1591班學(xué) 號(hào)姓名黃建龍指導(dǎo)老師 程春紅2017年03 月16 日電氣信息學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課題名稱汽車尾燈控制電路姓 名 黃建龍 專業(yè)自動(dòng)化班級(jí) 1591班 學(xué)號(hào) 21指導(dǎo)老師程春紅課程設(shè)計(jì)時(shí)間一、任務(wù)及要求任務(wù)：假設(shè)汽車尾部左右量測(cè)各有3個(gè)指示燈（用發(fā)光二極管模擬）1.汽車正常運(yùn)行 時(shí)指示燈全滅；2.右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)指示燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮；3.左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè) 指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮；4臨時(shí)剎車時(shí)所有指示燈同時(shí)閃爍。要求：1.設(shè)計(jì)思路清晰，給出整體設(shè)計(jì)框圖，畫出整機(jī)原理圖；2.給出具體設(shè)計(jì)思路，設(shè)計(jì)各單元電路、電

2、路器件；3.總電路設(shè)計(jì)；4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)仿真調(diào)試，驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果；5.編 寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書；6.所有圖紙和說(shuō)明書用計(jì)算機(jī)打印。二、進(jìn)度安排第一周：周一：課題內(nèi)容介紹和查找資料；周二周三：方案設(shè)計(jì)，電路仿真，周三下午檢查設(shè)計(jì)方案及仿真結(jié)果；周四周日：周四上午領(lǐng)元器件；安裝、調(diào)試電路；第二周：周一周三：安裝、調(diào)試電路；周四：驗(yàn)收電路，收元器件，整理實(shí)驗(yàn)室，撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，打印相關(guān)圖紙；周五：答辯，收設(shè)計(jì)報(bào)告。三、參考資料1. 康華光主編.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分），高等教育出版社。2.閻石主編.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分），清華大學(xué)出版社。3.任為民主編.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)，中央廣 播電視大學(xué)出版社。4.彭介華主

3、編.電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，高等教育出版社。5.謝自美 主編.電子線路設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)試，華中理工出版社。目錄一、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)要求 3二、 設(shè)計(jì)方案42.1、設(shè)計(jì)思路4、設(shè)計(jì)原理4三、單元電路（子模塊，子程序）分析 5、秒脈沖電路5、開(kāi)關(guān)控制電路6、三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路7、譯碼顯示驅(qū)動(dòng)電路 8四、系統(tǒng)仿真/測(cè)試9五、電路安裝調(diào)試 10六、 元件清單11七、 總 結(jié)12 一、課程設(shè)計(jì)的任務(wù)要求本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)、制作一個(gè)汽車尾燈顯示電路設(shè)汽車尾部左右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈（用發(fā)光二極管模擬），要求是:1. 汽車正常行駛時(shí)，尾燈全部熄滅；2. 當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè)指示燈按左循順序點(diǎn)亮；3. 當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)

4、彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)指示燈按右循順序點(diǎn)亮；4臨時(shí)剎車時(shí)，所有指示燈同時(shí)閃爍。根據(jù)不同的狀態(tài)，繪制汽車尾燈和汽車運(yùn)行狀態(tài)表如表1-1所示；繪制汽車尾燈控制電路原理框圖如圖1-1所示。（設(shè)左轉(zhuǎn)彎按鍵為S1，右轉(zhuǎn)彎按鍵為S0）開(kāi)關(guān)控制？行駛狀態(tài)左尾燈？右尾燈？S 1 S0L3 L2 L1D1 D2 D30 0正常運(yùn)行燈？滅？燈？滅？1 0左轉(zhuǎn)彎？按L1 L2 L3順序點(diǎn)亮?燈?滅0 1右轉(zhuǎn)彎？燈？滅按D1 D2 D3 順序點(diǎn)亮1 1臨時(shí)剎車所有的尾燈隨時(shí)鐘CP同時(shí)閃爍？表1-1汽車尾燈和汽車運(yùn)行狀態(tài)表圖1-1汽車尾燈控制電路原理框圖二、設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)思路本次設(shè)計(jì)方案主要有四個(gè)模塊：555構(gòu)成的多諧震蕩電路、

5、開(kāi)關(guān)控制電路、三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路和譯碼顯示驅(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 74LS161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的輸入信號(hào)；其次， 74LS161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)與非門以及74LS10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個(gè)汽車尾燈上。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。設(shè)計(jì)原理汽車尾燈控制電路：用6個(gè)發(fā)光二極管模擬汽車尾燈，即左尾燈（L1-L3

6、）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)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，如圖2-2-1 ;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，如圖2-2-2 ;當(dāng)急剎車時(shí)，6個(gè)發(fā)光二極管閃爍，如圖2-2-3。圖2-2-1左轉(zhuǎn)彎顯示規(guī)律圖圖2-2-2右轉(zhuǎn)彎顯示規(guī)律圖圖2-2-3急剎車顯示規(guī)律圖三、單元電路（子模塊，子程序）分析秒脈沖電路由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩電路：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

7、度的影響很小。所以由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器的振蕩頻率穩(wěn)定，不易受干擾，因此采用此方案做為總電路的脈沖信號(hào)源。圖3-1-1 555構(gòu)成的多諧震蕩電路開(kāi)關(guān)控制電路開(kāi)關(guān)控制電路通過(guò)控制開(kāi)關(guān) S和S0的閉合與斷開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)汽車正常行駛、左轉(zhuǎn)彎、右 轉(zhuǎn)彎和臨時(shí)剎車四種狀態(tài)。S 1、S0置于00狀態(tài)時(shí)，汽車處于正常行駛狀態(tài)；S 1、S0置于10狀態(tài)時(shí)，汽車處于左轉(zhuǎn)彎狀態(tài)；S 1、S0置于01狀態(tài)時(shí)，汽車處于右轉(zhuǎn)彎狀態(tài)；S 1、S0置于11狀態(tài)時(shí)，汽車處于臨時(shí)剎車狀態(tài)。設(shè)譯碼器和顯示驅(qū)動(dòng)電路的使能端控制信號(hào)分別為G和A，G與譯碼器74LS138的使能輸入端G1相連接，A與現(xiàn)實(shí)驅(qū)動(dòng)電路中與非門的一端相連接。

8、根據(jù)總體功能表分析及組合的G A給定條件開(kāi)關(guān)（S1、S0 CP的關(guān)系真值表如下表：表3-2-1開(kāi)關(guān)與控制信號(hào)真值表開(kāi)關(guān)控制CP使能信號(hào)SS 0XGA由00X01表中整理可10X11得邏輯表達(dá)01X11式：G11CP0CP=S1® S0A = (S 1S0) ' +SSCP = (SSo (SS0CP ')'圖3-2-1開(kāi)關(guān)控制電路三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路汽車左或右轉(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點(diǎn)亮，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表示燈滅，1表示燈亮)表3-3-

9、1 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器功能表此開(kāi)關(guān)控制三進(jìn)制計(jì)數(shù)器六個(gè)指示燈L3 L2 L1 D1 D2?D3SS 0Q?Q 0計(jì)00XX0 ?0 ?0 ?0 ?0 ?0數(shù)100? 00 ?0 ?1 ?0 ?0 ?0器0 10 ?1 ?0 ?0 ?0 ?0由1 01 ?0 ?0? 0 ?0 ?074L01000 ?0 ?0? 1 ?0 ?0S16010 ?0 ?0? 0? 1 ?01芯100 ?0? 0? 0 ?0 ?1片11XXCP CP CP CP CP CP主要構(gòu)成：利用預(yù)置端，當(dāng)檢測(cè)到最后一個(gè)狀態(tài)0011時(shí)，讓LD/端置0,在下一個(gè)CP到來(lái)時(shí)將第一個(gè)狀態(tài)預(yù)置到計(jì)數(shù)器。圖 3-3-2電路工作狀態(tài)為000000

10、11。其狀態(tài)圖如圖3-3-1所示，在初始狀態(tài)時(shí)為00,所以要經(jīng)過(guò)一個(gè)脈沖周期進(jìn)入循環(huán)， 而在整個(gè)工作過(guò)程中周期信號(hào)是一直和本電路連接的，不會(huì)出現(xiàn)循環(huán)外的11狀態(tài)，所以不用擔(dān)心出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，也就是說(shuō)從接入電源開(kāi)始電路就一直處在循環(huán)中的。圖3-3-1三進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖圖3-3-2三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路譯碼顯示驅(qū)動(dòng)電路此電路由74LS138芯片、6個(gè)與非門、電阻和發(fā)光二極管構(gòu)成。74LS138芯片簡(jiǎn)介： 74LS138為3線-8線譯碼器，其工作原理如下：當(dāng)一個(gè)選通端為高電平，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

11、將選通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，74LS138還可以做 數(shù)據(jù)分配器。表3-4-1 74LS138 的邏輯功能表譯碼顯示驅(qū)動(dòng)電路圖如圖3-4-1所示:圖3-4-1譯碼顯示驅(qū)動(dòng)電路四、系統(tǒng)仿真/測(cè)試1.當(dāng)汽車正常行駛時(shí)，SS0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)汽車左轉(zhuǎn)，SSo處于10狀態(tài)，LED3 2、1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)汽車右轉(zhuǎn)時(shí)，SSo處于01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)汽車臨時(shí)剎車時(shí)，SS）處于11狀態(tài)，6盞燈同時(shí)閃爍，仿真結(jié)果在實(shí)驗(yàn)仿真過(guò)程 中已顯示。仿真電路如圖4-1所示：圖

12、4-1汽車尾燈控制仿真電路圖五、電路安裝調(diào)試因電路圖較為簡(jiǎn)單，一次接線就調(diào)試成功。調(diào)試步驟：調(diào)節(jié)16位邏輯電平輸出開(kāi)關(guān)1（S）到低電平、 示3，2，1，10，11，12不亮，正常運(yùn)行調(diào)試成功；調(diào)節(jié)16位邏輯電平輸出開(kāi)關(guān)1（S）到高電平、示3，2，1按左循環(huán)順序移動(dòng)，左轉(zhuǎn)彎調(diào)試成功；調(diào)節(jié)16位邏輯電平輸出開(kāi)關(guān)1（S）到低電平、示10，11，12按右循環(huán)順序移動(dòng)，右轉(zhuǎn)彎調(diào)試成功；調(diào)節(jié)16位邏輯電平輸出開(kāi)關(guān)1（S）到高電平、到低電平,16位邏輯電平顯($)($)到低電平,到高電平,到高電平,16位邏輯電平顯16位邏輯電平顯16位邏輯電平顯示3, 2，1，10，11，12隨時(shí)鐘CP同時(shí)閃爍，臨時(shí)剎車調(diào)

13、試成功;如圖5-1所示：圖5-1實(shí)際操作電路接線圖 六、元件清單表6-1名稱型號(hào)領(lǐng)取數(shù)量（個(gè)）丟失數(shù)量備注四2輸入與非門74LS002四2輸入正與門74LS081三3輸入正與非門74LS101四異或門74LS8613線-8線譯碼器74LS1381二進(jìn)制同步計(jì)數(shù)器（異）74LS1611555定時(shí)器5551顯示器8段共陰1電解電容器10uF2發(fā)光二極管6其/、他電阻44k Q1電阻200 Q8電阻100kQ1開(kāi)關(guān)2合計(jì)29工具（元件盒、起子、剪 刀、鑷子、地平線80米）（套）七、總結(jié)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)屬于電子電路范疇，與我們的專業(yè)有較強(qiáng)的聯(lián)系，且都是理論 方面的指示。正所謂“紙上談兵終覺(jué)淺，覺(jué)知此事

14、要躬行?！睂W(xué)習(xí)任何知識(shí)，僅從理論上 去求知，而不去實(shí)踐、探索是不夠的，所以在本學(xué)期暨數(shù)電學(xué)完之際，緊接著來(lái)一次電子 電路課程設(shè)計(jì)是很及時(shí)、很必要的。這樣不僅能加深我們對(duì)電子電路的認(rèn)知， 而且還及時(shí)、 真正的做到了學(xué)以致用。通過(guò)此次課程設(shè)計(jì)，我基本完成了本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求：汽車正常運(yùn)行時(shí)指示燈全滅， 汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè)燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮，汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè) 3個(gè)燈按右循環(huán)順序 點(diǎn)亮，汽車臨時(shí)剎車時(shí)所有指示燈同時(shí)閃爍。在拿到課程設(shè)計(jì)之后，我做了一些準(zhǔn)備，比 如說(shuō)上網(wǎng)查資料，請(qǐng)教一些厲害的同學(xué)和老師，并重新查閱了書本上對(duì)應(yīng)的知識(shí)和以前做 過(guò)的實(shí)驗(yàn)，并認(rèn)真的完成了電路仿真和實(shí)驗(yàn)箱上的安裝調(diào)試，收獲

15、頗多。通過(guò)此次課程設(shè) 計(jì)，讓我重新溫習(xí)并鞏固了數(shù)電的理論知識(shí)，而且也培養(yǎng)了我的動(dòng)手能力，拓展了我的思 維，正好印證了孔子的“溫故而知新，可以為師矣”，我們本就該溫習(xí)舊的知識(shí)，從而能 夠得到新的理解與體會(huì)。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，我們不僅要自己努力去學(xué)，而且還要借鑒那些 厲害的人是怎么學(xué)的。這就叫“三人行，必有我?guī)熞印薄＿@次課程設(shè)計(jì)花了近兩周的時(shí)間，至今我感慨頗多，這十幾天可謂是先苦后甜，前幾 天通過(guò)不斷的找資料和 MULTISIM的不斷仿真，為后來(lái)的接線調(diào)試打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也 提供了強(qiáng)大的后盾。這次課程設(shè)計(jì)又讓我更加認(rèn)識(shí)到了 “實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”， 理論和實(shí)踐相結(jié)合是非常重要的，理論中得到的結(jié)論通過(guò)實(shí)踐是可以檢驗(yàn)出來(lái)的，通過(guò)這 樣的手段，我們就能不斷的提高自身的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的本事。此次課程設(shè)計(jì)也讓我明白了思路即出路，有不明白的就要問(wèn)、就要查，對(duì)待知識(shí)，就 要死磕到底，這樣才能使自己不斷的升華，收獲才