汽車尾燈控制電路設(shè)計報告

1、數(shù)字電路課程設(shè)計課題名稱：汽車尾燈控制電路設(shè)計專業(yè)班級 :姓 名：學(xué) 號： 日 期： 2014.06.21汽車尾燈控制電路設(shè)計、八前言汽車現(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， 對于汽車的控制電路， 也已從過去的全人工開關(guān)控制發(fā)展到了智能化 控制。在夜晚或因天氣原因能見度不高的時候， 人們對汽車安全行駛要求很高 汽 車尾燈控制系統(tǒng)給大家?guī)砹朔奖恪?汽車尾燈控制器是隨汽車智能化技術(shù)的發(fā)展 而迅速發(fā)展起來的， 汽車尾燈一般是用基于微處器的硬件電路結(jié)構(gòu)構(gòu)成， 正因為 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， 因此對汽車尾燈控制系

2、統(tǒng)的發(fā)展帶來一定的局限性， 難以滿足現(xiàn)代汽車的智能化 發(fā)展，而本課題可解決此問題。本設(shè)計主要由四部分組成，包括按鍵電路、 LED 燈電路、信號發(fā)生電路、 譯碼電路。 汽車的尾燈是其運(yùn)行方式的最直接表示方式， 令行人或其他車輛清晰 明白它將要發(fā)生的動態(tài)變化， 從而避免交通事故的發(fā)生。 設(shè)計次電路要求嚴(yán)格符 合交通規(guī)則，尾燈閃亮或熄滅準(zhǔn)確，才不會讓行人或其他車輛產(chǎn)生誤解。一 設(shè)計內(nèi)容及要求本次設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計、制作一個汽車尾燈顯示的電路。 設(shè)汽車尾部左右兩側(cè)各有 3 個指示燈（用發(fā)光管模擬），要求是：1. 汽車正常行駛時，尾燈全部熄滅。2. 當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè) 3 個指示燈按右循順序點亮。3.

3、當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè) 3 個指示燈按左循順序點亮。4. 臨時剎車時，所有指示燈同時閃爍。二 設(shè)計方案分析本次設(shè)計方案主要有四個模塊：脈沖發(fā)生電路、開關(guān)控制電路、 三進(jìn)制電路 和譯碼驅(qū)動電路。通過把這四個模塊組合連接來實現(xiàn)汽車尾燈控制。首先， 通過 555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生脈沖信號，該脈沖信號用于提供給雙J-K 觸發(fā)器構(gòu)成的三進(jìn)制計數(shù)器和開關(guān)控制電路中的三輸入與非門的輸入信號。其次，雙J-K觸發(fā)器構(gòu)成的三進(jìn)制計數(shù)器用于產(chǎn)生 00、01、10的循環(huán)信號，此信號提供 左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號。最后，左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號通過6個與非門以及7410 提供的高低電位信號，將原始信號分別輸出到左、右的3

4、個汽車尾燈上。得到的信號即可輸出到發(fā)光二極管上，實現(xiàn)所需功能。三系統(tǒng)組成及原理3.1系統(tǒng)組成本設(shè)計主要由四部分組成: 秒脈沖振蕩電路； 開關(guān)控制電路； 三進(jìn)制電路； 譯碼驅(qū)動電路。3.2設(shè)計原理分析汽車尾燈控制電路，用6個發(fā)光二極管模擬汽車尾燈，即左尾燈（L1-L3）3 個發(fā)光二極管；右尾燈（D1-D3 3個發(fā)光二極管。用兩個開關(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)彎開關(guān)被打開時，右轉(zhuǎn)彎尾燈顯示的3個發(fā) 光二極管按右循環(huán)顯示。當(dāng)左轉(zhuǎn)彎開關(guān)被打開時，左轉(zhuǎn)彎尾燈顯示的3個發(fā)光二 極管按左循環(huán)顯示。當(dāng)急剎車時，6個發(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 急剎車顯示規(guī)律圖根據(jù)以上要求，要實現(xiàn)當(dāng)右轉(zhuǎn)彎開關(guān)打開時，右轉(zhuǎn)彎尾燈顯示的3個發(fā)光二 極管按右循環(huán)規(guī)律顯示，如圖 3.1 ;當(dāng)左轉(zhuǎn)彎開關(guān)打開時如圖3.2 ;急剎車時如 圖 3.3。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汽車尾燈和汽車運(yùn)行狀態(tài)表開關(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)點亮1 0左轉(zhuǎn)彎按L1 L2 L3順

6、序循環(huán)點亮燈滅1 1急剎車所有的尾燈隨時鐘 CP同時閃爍四單元電路設(shè)計4.1秒脈沖電路的設(shè)計方案一：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，但由于盡量和課堂知識聯(lián)系起來，所以沒有采用此電路。方案二：由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器：由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器。由于555定時器內(nèi)部的比較器靈敏度高， 輸出驅(qū)動電流大，功能靈活，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓 和溫度的影響很小。所以由 555定

7、時器構(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開關(guān)控制電路的設(shè)計開關(guān)控制電路通過控制開關(guān)So和S的閉合與斷開來實現(xiàn)汽車正常行駛、左轉(zhuǎn) 彎、右轉(zhuǎn)彎和剎車四種狀態(tài)。So、S置于00狀態(tài)時，汽車處于正常行駛狀態(tài)；So、S置于01狀態(tài)時，汽車處于右轉(zhuǎn)彎狀態(tài);So、S置于10狀態(tài)時，汽車處于左轉(zhuǎn)彎狀態(tài);So、S置于11狀態(tài)時，汽車處于剎車狀態(tài)。741$100fUVCCWA741SOODlODobmUSA圖4.2開關(guān)控制電路開關(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)制計數(shù)電路的設(shè)計汽車左或右轉(zhuǎn)彎時由于是三個指示燈循環(huán)點亮， 所以用三進(jìn)制計數(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)制計數(shù)器功能表開關(guān)控制三進(jìn)制計數(shù)器QQ1六個指示燈SoS 12345600XX0000000 0100000010 10100001 00010000 0000100100 10000101 100000111XXcp cp cp cp cp cp此計數(shù)器由74LS163芯

9、片主要構(gòu)成，74LS163計數(shù)功能簡介：其計數(shù)是同步 的，靠CP同時加在四個觸發(fā)器上而實現(xiàn)的，當(dāng) CTp和CTt均為高電平時，在CP 上升沿作用下Q0-Q3同時變化，從而消除了異步計數(shù)器中出現(xiàn)的計數(shù)尖峰。對于 74LS163,只有當(dāng)CP為高電平時CTp和CTt才允許高至低電平的跳變，而與 CP 無關(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)制計數(shù)器電路圖4.4譯碼驅(qū)動電路的設(shè)計此電路由74LS138芯片和6個與非門，6個反

10、向器和發(fā)光二極管構(gòu)成。74LS138芯片簡介：74138為3線-8線譯碼器，其工作原理如下：當(dāng)一個 選通端為咼電平，另兩個選通端為低電平時，可將地址端的二進(jìn)制編碼在一個對 應(yīng)的輸出端以低電平譯出。若外接一個反向器可級聯(lián)擴(kuò)展成32線譯碼器，若將選通端中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端時，74138還可以做數(shù)據(jù)分配器。譯碼、顯示驅(qū)動電路圖如下圖所示: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 M a I - n 7413WO : : 74L504D ；:烽 :圖4.4 驅(qū)動顯示電路圖五系統(tǒng)的調(diào)試與結(jié)果1. 當(dāng)汽車正常行駛時，SoSi處于00狀態(tài)，指示燈全滅。仿真結(jié)果在實驗仿真 過程中已顯示。2. 當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)，SoSi處于01狀態(tài)，LED1 2、3循環(huán)點亮，仿真結(jié)果在實驗仿真過程中已顯示3. 當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)時，SS處于10狀態(tài)，LED4 5、6循環(huán)點亮，仿真結(jié)果在實驗 仿真過程中已顯示。4. 當(dāng)汽車剎車時，SoS處于1

12、1狀態(tài)，6盞燈同時閃爍，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， 不能實現(xiàn)計數(shù)功 能，即LED燈不能循環(huán)點亮，但在請教同學(xué)和老師、進(jìn)行小組討論和經(jīng)過多次 檢修后，終于實現(xiàn)了課程設(shè)計任務(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)專業(yè)學(xué)生必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，我們進(jìn)行數(shù)字電子課

13、程設(shè)計是我們理論聯(lián)系實際的最好途徑， 將書本上的知識利用到實際的分 析解決問題中去，這樣使我們更加牢固的掌握分析與設(shè)計的基本知識與理論，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)計的基本方法， 為 以后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。通過課程設(shè)計， 基本完成了本次設(shè)計的設(shè)計要求： 汽車正常運(yùn)行時指示燈全 滅，汽車右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè) 3個燈按右循環(huán)順序點亮，車左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè) 3 個燈按 左循環(huán)順序點亮， 汽車臨時剎車時所有指示燈同時閃爍。 從一開始接受課程設(shè)計 任務(wù)，后著手建立設(shè)計框圖， 再到圖書館和網(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)。 雖然開始并不是很成功， 不能實現(xiàn)計數(shù)功 能，但在請教同學(xué)、 小組討論和經(jīng)過多次檢修后， 終于實現(xiàn)了課程設(shè)計任務(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 用于汽車尾燈的展望 光源與照明 20013張慶雙主編實用電子電路 200例機(jī)械工業(yè)出版社 2005 年版4陳光夢主編數(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