數(shù)電課程設(shè)計-汽車尾燈

1、數(shù)字邏輯電路實(shí)訓(xùn)課 題 汽車尾燈控制器 專 業(yè) 電子信息工程 班 級 電子Z121班 姓 名 袁 濤 201202203031 2016年5月20日目錄第1章 概述3第2章 方案論證4第3章 電路設(shè)計63.1 時鐘脈沖電路63.2 開關(guān)控制電路63.3 三進(jìn)制計數(shù)器73.4 譯碼、顯示驅(qū)動電路8第5章 結(jié)論10第7章 課設(shè)體會及合理化建議12參考文獻(xiàn)13附錄I 總電路圖14附錄II 元器件清單15第1章 概述汽車尾燈控制電路是很常見的工作電路，在日常的生活中有著很廣泛的應(yīng)用。汽車行駛時，會出現(xiàn)正常行駛、左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、剎車四種情況，針對這四種情況可以設(shè)計出汽車尾燈的控制電路來表示這四種狀態(tài)。設(shè)

2、計一個汽車尾燈的控制電路，技術(shù)指標(biāo)如下：（1）假設(shè)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）；（2）汽車正常運(yùn)行時指示燈全滅；（3）汽車左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè)三個指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮；（4）汽車右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)三個指示燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮；（5）汽車剎車時，所有指示燈同時閃爍。第2章 方案論證方案一：汽車尾燈控制電路主要由D觸發(fā)器邏輯電路，左、右轉(zhuǎn)控制電路、剎車控制電路構(gòu)成。首先將脈沖信號CLK提供給D觸發(fā)器邏輯電路。用三片D觸發(fā)器設(shè)計一個邏輯電路可以產(chǎn)生001、010、100的循環(huán)信號。將此信號作為左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號。設(shè)置左、右轉(zhuǎn)控制開關(guān)。通過開關(guān)的控制將左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號通過邏輯電路分別

3、輸出到左、右的三個汽車尾燈上。這部分電路起電路分揀的作用。設(shè)置剎車控制開關(guān)將脈沖信號CLK提供給剎車控制電路。當(dāng)開關(guān)置為剎車信號時，分揀之后的信號通過邏輯電路實(shí)現(xiàn)剎車時所有指示燈隨著時鐘信號CLK全部閃爍的功能。最終得到的信號即可輸出到發(fā)光二極管上，實(shí)現(xiàn)所需功能。方案一原理框圖如圖1所示。圖1 方案一原理框圖方案二：汽車尾燈控制電路主要由開關(guān)控制電路，三進(jìn)制計數(shù)器，譯碼電路，顯示、驅(qū)動電路構(gòu)成。由于汽車左、右轉(zhuǎn)彎時，三個指示燈循環(huán)點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計數(shù)器控制譯碼器電路順序輸出低電平，從而控制尾燈按要求點(diǎn)亮。首先，設(shè)置兩個可控制的開關(guān)，可產(chǎn)生00、01、10、11四種狀態(tài)。開關(guān)置為00時，表示汽

4、車處于正常運(yùn)行狀態(tài)。開關(guān)置為01時，表示汽車處于右轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。開關(guān)置為10時，表示汽車處于左轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。開關(guān)置為11時，表示汽車處于剎車狀態(tài)。其次，設(shè)計電路實(shí)現(xiàn)所需達(dá)到的功能。三進(jìn)制計數(shù)器可用兩片D觸發(fā)器構(gòu)成。譯碼電路可用3線8線譯碼器74LS138和6個與非門構(gòu)成。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。方案二的原理框圖如圖2所示。 圖2 方案二的原理框圖最終方案為方案二。第3章 電路設(shè)計3.1 時鐘脈沖電路由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器電路如圖3所示。圖3 由555構(gòu)成的多諧振蕩器接通電源后，電容C1被充電，Vc上升，當(dāng)Vc上升到2/3Vcc時，觸發(fā)器被復(fù)位，此時Vo為低電平，電容C1

5、通過R10和T放電，使Vc下降。當(dāng)Vc下降到1/3Vcc時，觸發(fā)器又被復(fù)位，Vo翻轉(zhuǎn)為高電平。周期 T=(R9+2R10) C1 Ln20.7（R9+2R10）C13.2 開關(guān)控制電路開關(guān)控制電路如圖4所示。圖4 開關(guān)控制電路電路通過控制開關(guān)A、B的斷開和閉合，實(shí)現(xiàn)正常行駛，左轉(zhuǎn)彎，右轉(zhuǎn)彎，剎車四種狀態(tài)。AB置為00狀態(tài)時，表示汽車處于正常運(yùn)行的狀態(tài)。AB置為01狀態(tài)時，表示汽車處于右轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)。AB置為10狀態(tài)時，表示汽車處于左轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)。AB置為11狀態(tài)時，表示汽車處于剎車的狀態(tài)。3.3 三進(jìn)制計數(shù)器原理圖如圖5所示。圖5 三進(jìn)制計數(shù)器原理框圖三進(jìn)制計數(shù)器狀態(tài)表如表1所示。表1 三進(jìn)制計數(shù)

6、器狀態(tài)表三進(jìn)制計數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖6所示。圖6 三進(jìn)制計數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖 本設(shè)計采用一片雙JK觸發(fā)器74LS76即可，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定。3.4 譯碼、顯示驅(qū)動電路譯碼、顯示驅(qū)動電路如圖7所示 圖7 譯碼、顯示驅(qū)動電路 其顯示驅(qū)動由6個發(fā)光二極管和6個反向器構(gòu)成。譯碼電路由3線-8譯碼器74LS138和6個與非門（74LS00）構(gòu)成。74LS138的三個輸入端A、B、C分別接Q0、Q1、S1，而Q0、Q1是三進(jìn)制計數(shù)器的輸出端，當(dāng)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(yīng)的輸出端Y0、Y1、Y2依次為0有效（Y3、Y4、Y5信號為“1”無效），即反

7、向器G1-G3的輸出端也依次為0，故指示燈U25、U24、U22按順序點(diǎn)亮示意汽車左轉(zhuǎn)彎。若上述條件不變，而S1=1，則74LS138對應(yīng)的輸出端Y4、Y5、Y6依次為0有效，即反向器G4-G6的輸出端依次為0，故指示燈U27、U26、U23按順序點(diǎn)亮示意汽車右轉(zhuǎn)彎。當(dāng)G=0，A=1時，74LS138的輸入端全為1，G1-G6的輸出端也全為1，指示燈全滅。當(dāng)G=0，A=CP時，指示燈隨CP的頻率閃爍。圖8 正常行駛仿真結(jié)果第5章 結(jié)論電路的主要特點(diǎn)是選用簡單的元器件，充分利用所學(xué)知識。通過仿真結(jié)果可以看出，符合任務(wù)書中所要求的性能指標(biāo)，完成所需功能。第6章 性價比 本電路采用的都是簡單且常見的

8、元器件，價格相對便宜，性能基本符合技術(shù)要求。適用于對技術(shù)要求不是十分嚴(yán)格的電路。因此，本電路的性價比較高。第7章 課設(shè)體會及合理化建議這次總的來說收獲很大，但在獨(dú)立設(shè)計過程中著實(shí)遇到了不少困難。比如開始時不知用什么邏輯器件使輸出為001,010,100的循環(huán)，以使指示燈按一定的順序依次點(diǎn)亮，后經(jīng)過與同學(xué)的討論最終使問題得到了解決，我想這也是最吸引我們的地方，當(dāng)真正投入時才發(fā)現(xiàn)樂在其中。一開始對軟件不熟悉，剛進(jìn)行上機(jī)設(shè)計時很不順手，遇到不少麻煩，經(jīng)過自己的學(xué)習(xí)和老師的指導(dǎo)，才完成了電路的設(shè)計并成功進(jìn)行了仿真。參考文獻(xiàn)1 閻石主編. 數(shù)字電子技術(shù). M北京：高等教育出版社，2006年2 劉修文主編

9、. 實(shí)用電子電路測試與實(shí)驗(yàn). M北京：中國電力出版社，2005年3 朱定華主編. 電子電路測試與實(shí)驗(yàn). M北京：清華大學(xué)出版社，2004年4 路勇主編. 電子電路實(shí)驗(yàn)及仿真. M北京：北京交通大學(xué)出版社，2004年5 謝自美主編. 電子線路設(shè)計實(shí)驗(yàn)測試. M武漢：華中科技大學(xué)出版社，2006年附錄I 總電路圖附錄II 元器件清單序號編號名稱型號數(shù)量1R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8電阻20082R9電阻100k13R10電阻50k14U22、U23、U24、U25、U26、U27發(fā)光二極管565U1A、U2BJK觸發(fā)器74LS7626U7A、U15A、U16A、U17A、U18A、U1