數(shù)電汽車尾燈控制電路課程設計

1、<p><b>　　任務書</b></p><p>　　題目：汽車尾燈控制電路</p><p><b>　　設計目的要求</b></p><p>　　汽車行駛時有正常行駛、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、和剎車四種情況，設汽車尾部左右兩側(cè)各有三個指示燈（用發(fā)光二極管模擬）。</p><p>　　汽車正常行駛時

2、只是燈全滅；</p><p>　　汽車右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)3個燈按右循環(huán)順序點亮；</p><p>　　汽車左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè)3個燈按左循環(huán)順序點亮；</p><p>　　汽車臨時剎車時所有指示燈同時閃爍。</p><p>　　主要內(nèi)容及實現(xiàn)的功能</p><p>　　電路有四種狀態(tài)，即汽車正常行駛，向左轉(zhuǎn)彎，向右轉(zhuǎn)彎，臨時剎車

3、。要實現(xiàn)所要求的四種狀態(tài)，對于要實現(xiàn)的四種狀態(tài)，電路設計主要有三方面的要求：一是脈沖頻率的要求；二是汽車尾燈顯示與汽車行駛狀態(tài)要一一對應；三是汽車尾燈的顯示要依次循環(huán)變亮。針對以上三項要求，我們設計了相應的模塊。用555芯片實現(xiàn)脈沖產(chǎn)生電路，其主要電路為一多諧振蕩電路；通過譯碼電路和開關控制電路實現(xiàn)汽車尾燈與汽車行駛狀態(tài)之間的對應；通過三進制計數(shù)器實現(xiàn)汽車尾燈依次并循環(huán)顯示。</p><p><b>　

4、　主要參考資料</b></p><p><b>　　課程設計報告</b></p><p><b>　　課題分析</b></p><p>　　汽車尾燈控制電路，主要有三方面的要求：一是脈沖頻率的要求；二是汽車尾燈顯示與汽車行駛狀態(tài)要一一對應；三十汽車尾燈的顯示要依次循環(huán)變亮。針對以上三項要求，我們設計了相應的模塊

5、。用555芯片實現(xiàn)脈沖產(chǎn)生電路，其主要電路為一多諧振蕩電路；通過譯碼電路和開關控制電路實現(xiàn)汽車尾燈與汽車行駛狀態(tài)之間的對應；通過三進制計數(shù)器實現(xiàn)汽車尾燈依次并循環(huán)顯示。 </p><p><b>　　設計文檔</b></p><p>　　汽車尾燈顯示與汽車運行狀態(tài)關系</p><p>　　為了區(qū)分汽車尾燈的4種不同的顯示模式，需設置2個狀態(tài)控制

6、變量。假定用開關k1和k0進行顯示模式控制，可列出汽車尾燈顯示狀態(tài)與汽車運行狀態(tài)的關系，如表1所示。</p><p>　　表1. 汽車尾燈和汽車運行狀態(tài)</p><p>　　（2）汽車尾燈控制電路功能描述</p><p>　　在汽車左右轉(zhuǎn)彎行駛時由于3個指示燈被循環(huán)順序點亮，所以可用一個三進制計數(shù)器的狀態(tài)控制譯碼器電路順序輸出高電平，按要求順序點亮三個指示燈。可得

7、出描述指示燈D1、D2、D3、D4、D5、D6與開關控制變量k1、k0，以及時鐘脈沖cp之間關系的功能表如表2所示（表中0表示滅燈狀態(tài)，1表示燈亮狀態(tài)。</p><p>　　表2， 汽車尾燈控制器功能表</p><p><b>　?。?）設計原理框圖</b></p><p>　　根據(jù)以上設計分析與功能描述，可以得出汽車尾燈控制器的結(jié)構(gòu)框圖，

8、如下圖所示。.</p><p>　　結(jié)合以上設計分析與功能描述，在原假設設計思路和夠想上，課得出汽車尾燈控制器的結(jié)構(gòu)框圖。整個電路可由秒脈沖電路、開關控制電路、三進制電路、譯碼與顯示驅(qū)動電路、尾燈狀態(tài)顯示五大模塊組成。</p><p><b>　　詳細模塊設計</b></p><p>　?。ǎ保?55定時器簡介：555定時器的功能主要由兩個比較

9、器決定。兩個比較器的輸出電壓控制RS觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當5腳懸空時，則電壓比較器A1的反向輸出端的電壓為2/3Vcc,則比較器A2的輸出為1，可使RS觸發(fā)置1.使輸出端OUT為1.如果闕值輸入端TH的電壓大于2/3Vcc，，同時TR電壓大于1/3Vcc，則A1輸出為1.A2輸出為0，可將RS觸發(fā)器置0.可使輸出為0電平。下圖為555定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu)與引腳圖：</p><p>　　用555

10、制作脈沖發(fā)生器的原理圖 </p><p>　　如果為由555定時器構(gòu)成的多諧正當器。接通電源后，電容C被充電，Vc上升，當Vc上升到2/3Vcc時，觸發(fā)器被復位，此時Vo為低電平，電容C通過R2 和T放電，是Ｖｃ下降。當Ｖｃ先降到１/3Vcc時，觸發(fā)器又被復位，Ｖｏ翻轉(zhuǎn)為高電平，周期Ｔ為：</p><p><b>　　開關控制模塊的設計</b></p>

11、<p>　　設譯碼與顯示驅(qū)動電路的使能控制信號為Ｅ和Ｆ，Ｅ與譯碼器74LS138的使能端E1相連，F(xiàn)與顯示驅(qū)動電路中與門的一個輸入端相連。由總體邏輯功能可知，E和F與開關控制變量K1和K0以及及時脈沖CP之間的關系如表3-1所示：</p><p>　　表3-1開關控制變量與時鐘脈沖的關系</p><p>　　根據(jù)表3-1可求出使能控制信號E和F的邏輯表達式為：</p>

12、<p>　　根據(jù)E和F的邏輯表達式，可以畫出模式控制電路，如下圖所示：</p><p><b>　　開關控制電路</b></p><p>　?。?）、三進制計數(shù)器模塊的設計</p><p>　　三進制計數(shù)器可用觸發(fā)器級聯(lián)構(gòu)成也可由集成計數(shù)器改造，考慮到穩(wěn)定性的關系，因此在電路的設計中我們選用十六進制計數(shù)器74LS76芯片進行改造來

13、達到三進制計數(shù)器。74LS76芯片引腳圖如下所示：</p><p>　　由以上74LS76的功能表可知，當把QA和QB輸入與非門，輸出端在CLR端，即可以通過反饋清零的方法構(gòu)成三進制計數(shù)器，即QA與QB實現(xiàn)00-01-10-00的循環(huán)計數(shù)，其電路構(gòu)造如下圖所示：</p><p><b>　　三進制計數(shù)器原理圖</b></p><p>　?。?）

14、譯碼與顯示驅(qū)動模塊的設計</p><p>　　譯碼與顯示驅(qū)動電路的功能是：在開關控制電路輸出和三進制計數(shù)器狀態(tài)的作用下，提供6個尾燈控制信號，當譯碼驅(qū)動電路輸出的控制信號為低電平時，相應指示燈點亮。對于汽車尾燈電路如圖4-2所示，其顯示驅(qū)動電路由 6 個發(fā)光二極管和 6 個反相器構(gòu)成；譯碼電路由 3線-8線 譯碼器 74LS138 和 6 個與非門構(gòu)成。74LS138 的三個輸入端A2、Al、A0分別接 S1、Q

15、1、Q0，而 Q1Q0是三進制計數(shù)器的輸出端。當 S1=0，使能信號 A = G = 1，計數(shù)器的狀態(tài)為 00，01，10 時，74LS138 對應的輸出端、、 依次為 0 有效（、、信號為“1”無效），即反相器 G1-G3 的輸出端也依次為 0，故指示燈 D1 → D2 → D3 按順序點亮示意汽車右轉(zhuǎn)彎。若上述條件不變，而 S1=1，則 74LS138 對應的輸出端 、、依次為0有效，即反相器 G4 - G6 的輸出端依次為 0，故

16、指示燈D4 → D5 → D6 按順序點亮，示意汽車左轉(zhuǎn)彎。當 G = 0，A = 1 時，74LS138 的輸出端全為1，G6 - G1 的輸出端也全為1，指示燈全滅；當G = 0，A =</p><p>　?。?）、尾燈狀態(tài)顯示模塊的設計</p><p>　　如圖（3-1）所示，其顯示驅(qū)動電路由6個發(fā)光二極管和6個反相器構(gòu)成：汽車正常運行時指示燈D1-D6全滅；右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)3個指示燈

17、D3-D6按右循環(huán)順序點亮；左轉(zhuǎn)彎時左側(cè)三個指示燈D1-D3按左循環(huán)順序點亮；臨時剎車時所有指示燈同時隨CP頻率閃爍。其電路圖如下：</p><p><b>　　尾燈顯示電路</b></p><p><b>　　四、總結(jié)</b></p><p>　　通過一周來的課程設計實踐，主要有以下幾點總結(jié)和體會：這次設計是通過查閱各種

18、資料、與同學討論以及獨立思考設計出來的。在設計過程中，用到了本學期所學過的同步計數(shù)器74ls161和譯碼器74ls138.因此，對他們的功能和運用有了更深一步的了解。同時通過Multisim軟件對電路進行模擬仿真，從而使設計結(jié)果得到了驗證。通過這次課程設計環(huán)節(jié)，了解到模擬電路和數(shù)字電路之間的聯(lián)系，對單元功能電路的理解和運用能力有了一定的提高。</p><p>　　將理論與實踐相結(jié)合，只是的價值才會真正體現(xiàn)出來。但

19、將所學的知識合理有效的應用于實踐中，是很艱難的。但是面對困難我們要有勇氣和執(zhí)著。一開始接觸這個實驗，心里沒底，不知從何處著手。但是通過課本，思路開始慢慢的清晰了。先要看懂范例，然后設計自己的電路，最后仿真調(diào)試。這次課程設計主要是關于數(shù)字電路的知識，例如，多諧振蕩器的原理，其周期的計算，模式開關電路的設計，各種芯片的結(jié)構(gòu)和功能等。 </p><p>　　面對挑戰(zhàn)，我們要端正態(tài)度，認真負責。理論聯(lián)系實際，不怕失敗，