基于Multisim的汽车尾灯控制设计.doc

一、设计任务 汽车尾灯控制电路的设计，要求实现汽车左转弯、右转弯、停止等条件下尾灯的点亮与熄灭情况。二、设计条件 本课题设计基于强大的数字电路板仿真软件Multisim，该软件具有电脑模拟各种电路功能，其运用各种仿真器件可达到现实器件同样的功能效果。三、设计要求 假设汽车尾部左右两侧各有三个指示灯（用发光二极管模拟）1、汽车正常运行时指示灯全灭；2、左转弯时左侧3个指示灯按左循环顺序点亮；3、右转弯时右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；4、临时刹车时，所有指示灯同时闪烁。四、设计内容 设计内容包括运用主从JK触发器构成一个3进制计数器，为汽车尾灯按左（右）循环闪烁控制电路的设计提供脉冲；并使用74LS138D3线-8线译码器来控制指示灯的亮灭情况。设计一个开关控制电路，来控制尾灯的闪烁，并决定74LS138D译码器的工作情况。1. 设计思想: 开关控制电路 译 码 电 路 驱动电路 A B 三进制计数电路图1 汽车尾灯控制框图 图一为汽车尾灯控制电路方框图，其中比较复杂的是三进制计数电路和译码电路。开关控制电路由2个开关控制，通过控制对译码电路提供的信号来控制驱动电路；三进制计数器电路由2个主从JK触发器构成，通过主从JK触发器的特性构成时序逻辑电路来实现三进制计数；译码电路采用74LS138D译码器，使用3线8线译码器可以控制8个端口的输出，而本实验只需要使用6个端口，其余两个端口闲置。通过三进制计数器和开关控制电路来控制译码器6个端口的逻辑状态；驱动电路采用常用的LED管，采用共阳极形式，LED管的正极接+5V电压，负极通过驱动电路来控制LED的亮灭情况。2. 电路结构与原理图（1）开关控制电路：如图2图2 开关控制电路开关两端一端接高电平，一端接地（低电平）。74LS86D与74LS138的输入控制端连接，当开关同时闭合或断开的时候，输入相同，74LS86输出为“0”，则74LS138不译码。若两开关同时断开，则74LS04D的输出为“1”；而74LS10D接有CP脉冲，所以此时74LS00D的输出完全决定于CP脉冲；当两开关同时闭合，74LS00D输出为“1”； B开关打开；B开关闭合，A开关打开时的分析也按照上面的方法来分析实现。（2）三进制计数器电路：如图3图3 三进制计数器电路三进制计数电路由2个主从JK触发器构成。第一个主从JK触发器的输出Q1端直接接入74LS138译码器的输入端，第二个主从JK触发器的输出Q2端输入也直接接入74LS138的输入端，同时，第二个主从JK触发器的另一端输出直接作为第一个主从JK触发器的J端输入，注意，Q2应比Q1的权高。并且，两个主从JK触发器的K端输入都是接的高电平，这样就能使变化后的脉冲的周期为3，从而实现了三进制计数。（3）译码电路：如图4图4 译码电路74LS138译码器是一种经常使用的3线8线译码器，如图所示，4、5端接地，6端接控制电路提供的控制信号，1、2、3分别第一个和第二个主从JK触发器的输出信号Q1、Q2、和控制电路的控制信号。由于只要求有6个指示灯，所以在74LS138的输出端只接了6个端口（左转弯：Y0 Y1 Y2；右转弯 ：Y4 Y5 Y6）用以控制信号灯。并且，按照以下真值表来实现。开关控制三进制计数器6 个 指 示 灯A BQ1 Q2D0 D1 D2 D4 D5 D60 0 CP CP CP CP CP CP0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 11 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0(4)驱动电路：如图5图5 驱动电路使用发光二极管来显示运行结果。发光二极管正端接5V电源，当非门的右边输入的是高电平，则经过非门以后变成低电平，则发光二极管亮；当非门的右边输入的为低电平，则经过非门以后变成高电平，则发光二极管熄灭。3. 计算、仿真的过程和结果在各个情况下电路运行结果： 当A开关闭合，B开关打开（即逻辑10）时的运行结果如图：图6 A开关闭合，B开关打开运行结果图 当A开关打开，B开关闭合（即逻辑01）时的运行结果如图：图7 A开关打开，B开关闭合运行结果图 A、B开关同时闭合（即逻辑11）时的运行结果如图：图8 A、B开关同时闭合运行结果图 A、B开关同时打开（即逻辑00）时运行结果如下：图9 A、B开关同时打开运行结果图4. 元器件清单元 件规 格数 量函数信号发生器XFG11台主从JK触发器74LS76D2个双输入与非门74LS00D8个三输入与非门74LS10D1个双输入非门74LS04D7个双输入异或门74LS86D1个译码器74LS138D1个电阻200欧8个直流电源5V6个接地端GND4个5. 设计和使用说明这次设计是基于计算机Multisim仿真软件进行仿真的，通过开关A、B实现状态的转换，A、B同时闭合相当于汽车刹车，六个指示灯都同时闪烁；A、B同时断开相当于汽车正常运行，所有指示灯都熄灭；A闭合、B断开相当于汽车左转弯，左边三个指示灯按左循环闪烁；A断开、B闭合相当于汽车右转弯，右边三个指示灯按右循环闪烁。“XFGI”频率取60HZ比较合适。所以该设计基本具备了常用汽车尾灯控制的基本功能，实现了转弯，刹车指示的功能，具有一定的使用价值。五、设计总结*在本设计当中，比较困难的板块就是设计三进制计数器电路，还有控制电路以及它与译码器之间的连接问题是比较繁琐的，我认为在开关A端与译码器端口C连接，并且输出舍