汽車尾燈控制器的設計與制作論文

學號：課程設計題目學院專業(yè)班級姓名指導教師年月日課程設計任務書學生姓名：專業(yè)班級：指導教師：工作單位：武漢理工大學題目:汽車尾燈控制器的設計與制作初始條件：汽車尾部左右各三個燈汽車正常行駛時全滅左轉(zhuǎn)時左邊三個燈循環(huán)點亮右轉(zhuǎn)時右邊三個燈循環(huán)點亮剎車時所有燈同時閃動要求完成的主要任務:〔包括課程設計工作量及其技術要求，以及說明書撰寫等具體要求〕設計任務及要求方案比擬及認證系統(tǒng)框圖，原理說明硬件原理，完整電路圖，采用器件的功能說明調(diào)試記錄及結(jié)果分析對成果的評價及改良方法總結(jié)〔收獲及體會〕參考資料附錄：器件表，芯片資料時間安排：6月27日~6月7月1日~7月7月5日指導教師簽名：年月日系主任〔或責任教師〕簽名：年月

目錄TOC\o"1-3"\h\z摘要 1TOC\o"1-3"\h\z1任務及要求 21.1設計任務 21.2設計要求 22設計方案比擬及認證 23設計方案 43.1總體設計思想 43.2控制框圖 54單元模塊說明 64.1CP脈沖信號的設計 64.2循環(huán)計數(shù)器電路設計 84.3譯碼電路及顯示電路設計 94.4開關控制電路的設計 105整體電路及工作原理 115.1整體的電路圖 115.2整體工作原理 126整體電路仿真 137電路原件設備 158總結(jié)與體會 169附錄 189.1555定時器的管腳圖及其功能特點說明 189.274ls161的管腳圖及其功能表 189.374ls138的管腳圖及其真值表 1910參考文獻 20摘要電工電子技術課程設計是電子技術學習中一個重要的環(huán)節(jié)，是將理論與實際洋結(jié)合的一個環(huán)節(jié)，是真正鍛煉我們能力的一個環(huán)節(jié)。隨著時代的開展，生活節(jié)奏加快，汽車成為我們生活中必不可少的一局部。但同時交通擁擠導致交通事故也頻繁發(fā)生，而其中汽車追尾時間在事故中占得比例比擬大。汽車尾燈控制電路的產(chǎn)生能緩解這一狀況，通過對汽車尾燈的控制，表達汽車在公路上行駛的狀態(tài)，即：正常行駛時指示燈全滅；右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)3個指示燈循環(huán)點亮；左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè)3個指示燈循環(huán)點亮；臨時剎車時，所有指示燈同時閃爍。通過這一特點來提示前方的車輛本車的行駛狀況，有利于減少汽車追尾事件的發(fā)生，是一個值得普及的設計。關鍵字:汽車尾燈、控制電路、行駛狀況、循環(huán)計數(shù)汽車尾燈控制器的設計與制作任務及要求汽車尾部左右各三個燈汽車正常行駛時全滅左轉(zhuǎn)時左邊三個燈循環(huán)點亮右轉(zhuǎn)時右邊三個燈循環(huán)點亮剎車時所有燈同時閃動設計任務及要求方案比擬及認證系統(tǒng)框圖，原理說明硬件原理，完整電路圖，采用器件的功能說明調(diào)試記錄及結(jié)果分析對成果的評價及改良方法總結(jié)〔收獲及體會〕參考資料附錄：器件表，芯片資料2．設計方案比擬及認證在看到題目之后，我開始查找資料，經(jīng)過一段時間的上網(wǎng)查閱和圖書查找，終于最后確定了兩個電路實驗方案。圖2.1D觸發(fā)器組成的電路圖圖2.274ls161組成的電路圖雖然這兩個電路都可以實現(xiàn)設計的要求，但是穩(wěn)定性不一樣，用圖2.1示的電路比擬復雜，鏈接起來比擬困難，而且電路連線多了，結(jié)果的不穩(wěn)定性就增加了，所以基于這樣的考慮，就選擇了圖2.2示的電路。3設計方案根據(jù)課程設計任務書要求，以及汽車尾燈邏輯關系分析，得出設計及該電路大體需要開關控制電路、驅(qū)動顯示電路、譯碼電路、時鐘脈沖信號產(chǎn)生電路、三進制計數(shù)電路以組成汽車尾燈控制電路，其中渠道能夠顯示電路和譯碼電路共同構(gòu)成了尾燈電路。其控制關系如圖3.1所示。3.2總體邏輯功能圖按照汽車的運行狀態(tài)與尾燈的分析轉(zhuǎn)彎時，總結(jié)，寫出汽車尾燈正常行駛，左轉(zhuǎn)彎，右轉(zhuǎn)彎，臨時剎車時的二進制代碼，以實現(xiàn)汽車正常行駛時指示燈全滅，右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)3個指示燈循環(huán)點亮，左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè)3個指示燈循環(huán)點亮；臨時剎車時，所有指示燈同時同時閃爍的任務要求。其關系如下表〔表3.1〕表3.1尾燈和汽車運行狀態(tài)的關系其中的左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎的時候,對應的三盞燈循環(huán)點亮,這個的產(chǎn)生需要三進制的計數(shù)器來實現(xiàn).我用00、01、10、三個狀態(tài)來表示。同時需要脈沖信號。考慮脈沖信號時，也曾經(jīng)在兩種方案里選擇。一種方案是：石英晶體震蕩器，此電路的振蕩頻率僅取決于此應晶體的串聯(lián)諧振頻率fs，而與電路中的R、C的值無關。所以此電路能夠得到頻率穩(wěn)定性極高的脈沖波形，但是它的缺點就是頻率不能調(diào)節(jié)，而且頻帶窄，不能用于寬帶濾波。但由于沒有與課程聯(lián)系很緊密，而且我們平時的實驗接觸的比擬少，用起來比擬陌生，所以不采用此電路。另外一種方案就是：由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器，由于555定時器內(nèi)部的比擬器靈敏度高，輸出驅(qū)動電流大，功能靈活，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電壓和溫度的影響很小。與課程聯(lián)系密切，而且數(shù)電書上對這些內(nèi)容還是作了比價詳細的解釋，我們更加了解，所以采用此方案。4單元模塊電路說明CP脈沖信號的設計采用由555定時電路接成的多諧振蕩器，所采用的周期為T=1S,f=1Hz,其占空比q=0.66,電路設計如圖3-1，運用公式如下：高電平時間：低電平時間：周期:占空比:圖4.1555定時器構(gòu)成的CP脈沖電路仿真電路的結(jié)果，如圖4.2示，顯示的周期T≈1s圖4.2仿真圖仿真電路的結(jié)果，如圖4.3示，顯示≈662ms設計上網(wǎng)去查找了相關資料,了解了74ls161芯片可以構(gòu)成計數(shù)器，進過適當?shù)倪B接可以構(gòu)成三進制計數(shù)器，能夠產(chǎn)生00，01，10。因為是異步清零，所以選擇在11狀態(tài)時反應清零信號給清零端。雖然會出現(xiàn)11狀態(tài)，但是由于一旦11信號反應給清理端，異步清零不需要等待脈沖信號的到來就直接清零了，所以那個狀態(tài)只是非常短暫，可以忽略。然后在產(chǎn)生的00，01，10的根底上，在通過邏輯電路將其轉(zhuǎn)換成所需的000，001，010左轉(zhuǎn)或者右轉(zhuǎn)信號。電路如圖4.2所示：及顯示電路的設計的設計開關電路這一塊開始的時候不知道要怎么搞，所以就查閱了其他資料，然后看到其他人設計的，才有了思路，原來是這樣子。和的邏輯關系〔開關閉合對應的為低電平〕圖4.5開關控制電路5整體電路及其工作原理如圖5.1示：圖5.1整體電路圖首先由555定時器構(gòu)成的CP脈沖電路產(chǎn)生頻率f約為1hz的脈沖信號，將信號接給循環(huán)計數(shù)器電路當作輸入脈沖，另外一局部借給開關電路。下面分別分析四種狀態(tài)。狀態(tài)一：當開關都閉合的時候，及為00狀態(tài)，U6〔即L2〕會產(chǎn)生一個低電平信號，給了74ls138的清零端G1，然后輸出的Y1～Y7都為高電平，這時只看U8〔L3〕.由表4.1知道，00時，L3為1.所以每個與門輸出高電平，即全部的二極管截止。所以是正常的行駛狀態(tài)，都不亮。狀態(tài)二：當左邊的J1閉合，右邊的J2翻開時，對應的狀態(tài)為01，這時U6〔即L2〕會產(chǎn)生一個高電平信號，這時，3-8譯碼器是正常工作的。再看U8〔L3〕產(chǎn)生的高電平，所以二極管的亮與否取決于譯碼器的輸出。左邊開關J1為0，那么地址端的輸入循環(huán)為000，001，010.所以Y1，Y2，Y3依次輸出低電平，結(jié)果就是左邊三個二極管循環(huán)點亮，所以對應的左轉(zhuǎn)的行駛狀態(tài)。狀態(tài)三：當左邊的J1翻開，右邊的J2閉合時，對應的狀態(tài)為10，這時U6〔即L2〕會產(chǎn)生一個高電平信號，這時，3-8譯碼器是正常工作的。再看U8〔L3〕也產(chǎn)生的高電平，所以二極管的亮與否取決于譯碼器的輸出。左邊開關J1為1，那么地址端的輸入循環(huán)為100，101，110.所以Y4，Y5，Y6依次輸出低電平，結(jié)果就是右邊三個二極管循環(huán)點亮，所以對應的右轉(zhuǎn)的行駛狀態(tài)。狀態(tài)四：當兩邊的開關都是翻開的，那么對應狀態(tài)為11，U6〔即L2〕會產(chǎn)生一個低電平信號，給了74ls138的清零端G1，然后輸出的Y1～Y7都為高電平，這時只看U8〔L3〕.由表4.1知道，11時，L3為.所以每個與門輸出是隨著脈沖信號的變化而變化的，即全部的二極管都是一會兒導通，一會兒截止，這就對應著剎車的行駛狀態(tài)，六個燈都在閃爍。以上就是電路的四種狀態(tài)的原理分析，剛好對應著實際上的汽車的四種行駛狀態(tài)。6整體電路的仿真下面的是整體電路良好后，仿真的運行結(jié)果。圖6.1正常行駛時的電路仿真圖6.2左轉(zhuǎn)彎時電路仿真圖圖6.3右轉(zhuǎn)彎是電路仿真圖圖6.4剎車時電路仿真圖7電路原件設備8總結(jié)與體會這次?電工電子技術?課程設計，我們組三個成員共同努力，相互幫助，同時在設計的過程中也各自提出自己不同的觀點，用各自不同的思路完成了本次的課設任務。本次課程設計，是我們進入大學的第一次課程設計之前沒有經(jīng)歷，所以很多不懂的地方。但是經(jīng)過這次的訓練，讓我們學會了很多東西。我開始看到自己組的題目的時候，感覺有些難以下手，然后就開始和組員討論，后來經(jīng)過大量的上網(wǎng)，上圖書館查找資料，還有翻出自己以前學習的數(shù)電，模電，電路等課本，然后開始一步一步的設計，從一個一個的單元電路著手，最后到整個電路。這個理論的設計過程，讓我學會了如何有效的從大量的信息里查找需要的信息，同時也讓我更加了解到一個團隊的重要性。很多事情不是有了愚公移山的精神就好了，同時還得講究方法，講究效率，而且還要充分發(fā)揮團隊的精神才能更好解決。電路設計好了，接下來是做事物的過程，我們組總共有三個方案，經(jīng)過三個組員的討論，最后決定用一個方案，雖然沒有采用自己設計的方案，但是心里還是可以理解的，畢竟大家是一個團隊里的，要拿出最好的東西來展示一個團隊的實力。在連接實物的過程中，我們組也碰到了很多的困難，有些是粗心大意的原因，有些是接觸不良的原因，我們大家一起分析原因，解決問題。這個過程不但讓我明白了團隊精神，而且也讓我們這些學習理論知識的大學生，明白動手能力的嚴重缺乏，為自己敲響了警鐘，以后一定要加強自己的動手能力的鍛煉。實物做好了，交完了，最后的就是寫論文了，寫論文中遇到的問題就更加多了，有些材料的處理，有些數(shù)學公式的打印，還有一些截圖之類的，反正碰到的困難也不比之前少。雖然這個過程并不是很舒服，但是說句心理話，學會的東西真的不少，從仿真，做表，截圖，處理等，前前后后用到了很多的軟件，這些東西平時并沒有經(jīng)常用到，所以用起來并不熟悉，通過這次的課設，讓我學會了更多的這些方面的知識，為以后的使用做好準備。這個是課設帶給我無形的收獲。同時寫這個論文也我們知道寫論文的一些根本的格式之類，養(yǎng)成了好的習慣，為以后大四或者出來工作寫類似的東西做好了準備?？偠灾@個的電工電子技術課程設計讓我學會了很多。雖然付出的也不少，但是當我在鍵盤敲到這里的時候，內(nèi)心一種成就感，喜悅感油然而生。這個收獲是無可估量的。9附錄555定時器的管腳圖及其功能特點說明圖9.1555定時器管腳圖1.只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時作用。其延時范圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久。2.它的操作電源電壓范圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯電路配合，也就是它的輸出準位及輸入觸發(fā)準位，均能與這些邏輯系列的高、低態(tài)組合。3.其輸出端的供應電流大，可直接推動多種自動控制的負載。4.它的計時精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價格廉價。5.靜態(tài)電流最大值VCC=5V,RL