數(shù)字電路汽車尾燈課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、<p>　　《數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　　總 結(jié) 報(bào) 告</b></p><p>　　題目：汽車尾燈控制電路 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一緒論2</b></p><p&g

2、t;　　1.1課題研究背景及意義2</p><p><b>　　二設(shè)計(jì)任務(wù)書3</b></p><p><b>　　2.1任務(wù)內(nèi)容3</b></p><p><b>　　2.2任務(wù)要求3</b></p><p>　　2.3設(shè)計(jì)的一般方法及提示4</p>

3、<p>　　三設(shè)計(jì)框圖及整機(jī)概述4</p><p>　　四各單元電路的設(shè)計(jì)方案及原理說明5</p><p>　　4.1開關(guān)控制電路的設(shè)計(jì)5</p><p>　　4.2尾燈的循環(huán)亮設(shè)計(jì)5</p><p>　　4.3尾燈閃爍的設(shè)計(jì)6</p><p>　　五調(diào)試過程及結(jié)果分析7</p>

4、;<p>　　5.1開關(guān)控制電路的調(diào)試7</p><p>　　5.2尾燈循環(huán)亮的調(diào)試7</p><p>　　5.3尾燈閃爍的調(diào)試7</p><p>　　六設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試中的體會(huì)8</p><p>　　6.1設(shè)計(jì)仿真電路過程中的體會(huì)8</p><p>　　6.2焊接電路過程中的體會(huì)9<

5、/p><p>　　七對(duì)本次課程設(shè)計(jì)的意見及建議10</p><p><b>　　八附錄11</b></p><p>　　8.1元器件清單11</p><p>　　8.2整機(jī)邏輯電路圖及焊接成果圖12</p><p><b>　　緒論</b></p>&l

6、t;p>　　1.1課題研究背景及意義 </p><p>　　在現(xiàn)代社會(huì)中，汽車已成為不可缺少的交通工具，其不單單是一種代步工具，還是一種社會(huì)生活水平的象征。但是，汽車在帶給我們方便的同時(shí)，也帶來了大量的交通事故。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，大量事故都是在幾條道路的轉(zhuǎn)彎處發(fā)生或是因?yàn)榍懊娴能囕v突然間剎車，后面的車輛沒有及時(shí)注意等情況下發(fā)生的，所以汽車尾燈作為一種警示燈，其重要性就體現(xiàn)出來了。老式汽車尾燈通常基于傳統(tǒng)的機(jī)

7、械和純電路的控制方式，完全取決于尾燈系統(tǒng)所采用的硬件來保證它的正常工作，一旦電路老化或者因?yàn)闄C(jī)械振動(dòng)而引起的接觸問題以及機(jī)械元件變形將不能及時(shí)觸發(fā)電路電源開關(guān)，從而導(dǎo)致電路出現(xiàn)故障，這類問題是經(jīng)常發(fā)生的，而除了選用更好的硬件系統(tǒng)元件外幾乎沒有別的可靠的方法來避免這類故障的發(fā)生，于是，選用智能型的元件來進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可控制性是非常必要且有重要意義的。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任

8、務(wù)書</b></p><p><b>　　2.1任務(wù)內(nèi)容</b></p><p>　　任務(wù)： 汽車尾燈控制電路（電路板實(shí)現(xiàn)）</p><p>　　基本設(shè)計(jì)要求： 仿真實(shí)現(xiàn)，汽車尾部左右兩側(cè)各有4個(gè)指示燈。當(dāng)接通左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、剎車和正常行駛時(shí)，指示燈按照指定要求閃爍。</p><p>　　汽車尾燈控制

9、電路設(shè)計(jì)要求為：假設(shè)汽車尾部左右兩側(cè)各有4個(gè)指示燈(用發(fā)光二極管模擬)。</p><p>　　(1) 汽車正常運(yùn)行時(shí)指示燈全滅;</p><p>　　(2)右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)4個(gè)指示燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮;</p><p>　　(3)左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)4個(gè)指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮;</p><p>　　(4) 臨時(shí)剎車時(shí)，所有指示燈同時(shí)閃爍。用2-3個(gè)開關(guān)

10、控制指示燈的點(diǎn)亮狀態(tài)。</p><p><b>　　2.2任務(wù)要求</b></p><p>　　復(fù)習(xí)仿真軟件的使用方法，復(fù)習(xí)數(shù)字電路課本的內(nèi)容，查閱相關(guān)資料，設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)仿真電路。</p><p>　　在電腦上模擬完成顯示電路，電路板布線</p><p>　　硬件一人一組獨(dú)立完成。</p><p>

11、　　2.3設(shè)計(jì)的一般方法及提示</p><p>　　1．         數(shù)字電路系統(tǒng)一般包括輸入電路、控制電路、輸出電路、時(shí)鐘電路、脈沖產(chǎn)生電路和電源。</p><p>　　2．         對(duì)于復(fù)雜的數(shù)字電路系統(tǒng)，由整體到局

12、部進(jìn)行組合，由局部到整體進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>　　3．         步驟如下： </p><p>　　A 充分了解設(shè)計(jì)要求，明確系統(tǒng)的要求，功能與指標(biāo)。</p><p>　　B 確定總體設(shè)計(jì)方案，畫出系統(tǒng)原理圖，分解系統(tǒng)，確定不同功能方框間的信號(hào)的邏輯與時(shí)序關(guān)

13、系。</p><p>　　C 畫出單元電路圖并進(jìn)行電路仿真。選擇合適的數(shù)字器件，利用EWB電路仿真軟件進(jìn)行仿真測試。</p><p>　　D 深入分析，測試單元電路，進(jìn)行電路修改，以獲取最佳設(shè)計(jì)方案。</p><p>　　E 連接各單元電路，完成整體設(shè)計(jì)。</p><p>　　F 進(jìn)行系統(tǒng)整體仿真。&l

14、t;/p><p><b>　　設(shè)計(jì)框圖及整機(jī)概述</b></p><p>　　各單元電路的設(shè)計(jì)方案及原理說明</p><p>　　4.1開關(guān)控制電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　使用2個(gè)開關(guān)便可以有4個(gè)狀態(tài)00,10,01,11</p><p>　　然後經(jīng)過基本的與門和非門選通就可以選出這四個(gè)狀態(tài)來分別

15、控制不同的功能。</p><p>　　4.2尾燈的循環(huán)亮設(shè)計(jì)</p><p>　　循環(huán)亮設(shè)計(jì)首先我想到的就是使用移位寄存器，移位寄存器能夠輕松的完成循環(huán)操作。分析所學(xué)過的電路，74ls194芯片算是比較常用的。</p><p>　　將194的四個(gè)輸出端QdQcQbQa分別接四個(gè)二極管燈然后連接一個(gè)電阻保護(hù)電路后接地。S1S0能夠進(jìn)行左移和右移的操作。兩邊的194S1

16、和S0都連接對(duì)應(yīng)的開關(guān)編號(hào)即可。SRSL為選通端左邊那一片194SrSl在10狀態(tài)時(shí)給高電平，右邊那一邊194SrSl在01狀態(tài)時(shí)給高電平，把剛剛開關(guān)控制電路選通好狀態(tài)接連出來即可。現(xiàn)在已經(jīng)可以進(jìn)行左移和右移亮燈了但是還是不能夠循環(huán)，要循環(huán)就必須置零。</p><p>　　能控制在幾個(gè)狀態(tài)后置零的器件計(jì)數(shù)器最為合適不過了。接一個(gè)6進(jìn)制的74ls160計(jì)數(shù)器，并把置零輸入同時(shí)接到194的置零端，194和160的脈沖

17、是同一個(gè)脈沖，否則可能會(huì)導(dǎo)致狀態(tài)不一致而使燈不能正常亮滅。</p><p>　　4.3尾燈閃爍的設(shè)計(jì)</p><p>　　當(dāng)S1和S0同時(shí)為11狀態(tài)的時(shí)候194是并行輸出的，這樣非常有利于我們對(duì)他進(jìn)行閃爍處理，我們只要將兩片194的輸入端QdQcQbQa分別接上一個(gè)脈沖就可以讓燈不停的閃爍了。因?yàn)橛?jì)數(shù)器QA的輸出端就是一個(gè)一直0 1跳變的脈沖，所以只需要將QA接與非門再接到兩片194的所有

18、輸入端QdQcQbQa即可。</p><p><b>　　調(diào)試過程及結(jié)果分析</b></p><p>　　5.1開關(guān)控制電路的調(diào)試</p><p>　　由于這一部分比較簡單，只有基本的邏輯連接所以并沒有發(fā)生錯(cuò)誤遍調(diào)試成功了。</p><p>　　5.2尾燈循環(huán)亮的調(diào)試</p><p>　　一開始進(jìn)

19、行循環(huán)亮調(diào)試的過程中，發(fā)現(xiàn)左邊的尾燈是右循環(huán)亮而右邊的尾燈是左循環(huán)亮，與要求不符合，這顯然是S0S1的控制出現(xiàn)的差錯(cuò)。查閱數(shù)字電路書后，的確是S1S0為01的時(shí)候是左移，分析后發(fā)現(xiàn)原來輸出端的Qd是在左邊的，所以本來是左移的操作變成了右移，如果改動(dòng)QdQcQbQa所連接的燈會(huì)使線路太亂，于是決定改變S1S0的控制端，讓左移的時(shí)候S1S0為10狀態(tài)即可，修改后燈便能夠正常的循環(huán)了。</p><p>　　5.3尾燈閃

20、爍的調(diào)試</p><p>　　由前面的分析已經(jīng)知曉，在S1S0為11時(shí)，QaQbQcQd只要接上脈沖即可，于是我便直接把脈沖輸入引了過來，仿真后發(fā)現(xiàn)燈卻不能正常的閃爍，我一開始以為是邏輯的問題，但是轉(zhuǎn)念一想，如果直接把脈沖接過來的話，因?yàn)楹?94的輸入脈沖是同一個(gè)脈沖，所以當(dāng)194脈沖為高電平的時(shí)候QaQbQcQd此時(shí)也全為高電平，導(dǎo)致輸入沒有0狀態(tài)，要讓194輸入脈沖為高電平的時(shí)候，QaQbQcQd要有1到0的

21、變化，而不能一直為1，所以我就想到將QA接過來，這樣就有了0和1的相互轉(zhuǎn)化，修改好后再次仿真，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的一個(gè)循環(huán)里面，有2個(gè)狀態(tài)沒有發(fā)生跳變，因?yàn)橛|發(fā)器的延遲和鎖存作用，使得只有在計(jì)數(shù)器為偶數(shù)的時(shí)候燈亮，和奇數(shù)的時(shí)候燈不亮。這樣就使得4到0,0到1這兩個(gè)狀態(tài)都不能亮，將QA接一個(gè)非門再接到QaQbQcQd輸入端嘗試解決這個(gè)問題，接非門后就是計(jì)數(shù)器讀書為奇數(shù)時(shí)亮，偶數(shù)不亮，這樣在3到4,4到0還是有2個(gè)狀態(tài)不亮。一番糾結(jié)，于是將計(jì)數(shù)器改

22、為6進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，這樣一來，尾燈的閃爍就不會(huì)出現(xiàn)停頓的狀態(tài)了，但導(dǎo)致了尾燈循環(huán)亮不能及時(shí)置零，魚和熊掌不可兼得，只能暫時(shí)這樣處理，至今還沒有想到更好的辦法。</p><p>　　設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試中的體會(huì)</p><p>　　6.1設(shè)計(jì)仿真電路過程中的體會(huì)</p><p>　　有了紅綠燈課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)汽車尾燈電路時(shí)便顯得相對(duì)比較容易也更加細(xì)心了，出現(xiàn)的錯(cuò)誤能夠及

23、時(shí)的矯正，也避免了低級(jí)錯(cuò)誤的發(fā)生。其實(shí)我一開始的設(shè)計(jì)電路并不是這樣，一開始我的設(shè)計(jì)如下圖。</p><p>　　看起來并不復(fù)雜，但是所用的與門，或門，非門的數(shù)量相比之下增加了很多，大大加大了我焊接的難度，一個(gè)或門的芯片只有4個(gè)2腳的或門，這樣一個(gè)電路意味著光或門的芯片我就需要3塊，工作量大大增加。所以在設(shè)計(jì)電路的時(shí)候，一定要使布線足夠的清晰，邏輯越簡單，所用的芯片越少越好，于是我對(duì)電路進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，有了<

24、/p><p>　　上面我所介紹的版本。</p><p>　　6.2焊接電路過程中的體會(huì)</p><p>　　在大一下學(xué)期由于換班的問題，錯(cuò)過了電子工藝實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)課程這次的焊接是我人生中的第一次焊接。一開始狠生疏，焊點(diǎn)上的焊錫太多，而且沒有光澤，或者又太少?zèng)]有包裹完整個(gè)銅片，然而這并沒有打擊我的積極性，于是我一邊吸掉焊得不好的點(diǎn)一邊繼續(xù)下去，在同學(xué)的幫助下我漸漸掌握了方法

25、，焊點(diǎn)越來越小，不再是一團(tuán)一團(tuán)的形狀了，這也使我信心大增。焊接所用的開關(guān)是一個(gè)單刀雙擲的開關(guān)，與我仿真所用的開關(guān)并不一樣，在查閱資料和同學(xué)的幫助下正確的焊上了開關(guān)，最終懷著激動(dòng)的心情完成了這一塊電路板的基本部分。在調(diào)試的時(shí)候，沒想到的燈卻一個(gè)都不亮，經(jīng)過萬用表的測量才知道原來是我的燈正負(fù)極接反或者之前在檢測的時(shí)候電壓過大而燒壞，重新?lián)Q了一批燈后檢測，沒想到的是一次就成功了，也許是上天對(duì)我的照顧吧。通過這次焊接實(shí)際操作的訓(xùn)練，讓我掌握了焊

26、接的基本原理和基本技巧，也知道的布局和布線的重要性，看了學(xué)長焊接的和自己焊接相比，我還有很大的差距，布線方面還是比較亂，有一些線不夠直，之前為了減少線路，將160接為8進(jìn)制的，這樣可以少連一個(gè)與門，但是循環(huán)亮功能的時(shí)候停留時(shí)間太長，于是我又進(jìn)行了修改，最終改為了6進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，這樣我的電路板也就</p><p>　　對(duì)本次課程設(shè)計(jì)的意見及建議</p><p>　　課程設(shè)計(jì)完成的時(shí)間有限，由

27、于這學(xué)期課業(yè)也比較繁重，課余時(shí)間需要花掉時(shí)間完成作業(yè)或者消化一下這學(xué)期新學(xué)習(xí)的知識(shí)，課程設(shè)計(jì)的占用了比較多的課余時(shí)間，由于時(shí)間緊迫，就沒有時(shí)間去把細(xì)節(jié)部分再想一想，或者再完善電路圖使它更美觀更簡潔，留下的一些問題也沒有得到解決。對(duì)課程設(shè)計(jì)的一些建議就是安排的時(shí)間可以安排在暑假或者寒假上，這樣我們有足夠的時(shí)間去分析和操作，當(dāng)然布置的題目也可以稍加難度或著加大設(shè)計(jì)量，然后返校后能夠組織同學(xué)們開一次研討會(huì)，把自己設(shè)計(jì)過程中遇到的問題與大家分享

28、，互相借鑒才會(huì)有進(jìn)步，因?yàn)橥瓿赏粋€(gè)任務(wù)有很多種不同的方法，如果只局限于自己那一套的話，日后在更加復(fù)雜的電路中有可能就會(huì)感到黔驢技窮了，所以互相學(xué)習(xí)是必要的。這樣本來的問題能夠得到解決還能學(xué)到別人設(shè)計(jì)的好的方面，取長補(bǔ)短，更有益于我們對(duì)電路設(shè)計(jì)的提升。</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　8.1元器件清單</b>