数电课程设计汽车尾灯控制电路.doc

湖南工程学院课 程 设 计课程名称 数字电子技术 课题名称 汽车尾灯控制电路 专 业 电子信息工程 班 级 1202 学 号 29 姓 名 孙浩然 指导教师 胡爱明 2014年 9 月 12 日湖南工程学院课程设计任务书 课程名称： 数字电子技术 题 目：汽车尾灯控制电路 专业班级：电子信息1202 学生姓名：孙浩然 学号：201201030229 指导老师： 胡爱明 审 批：任务书下达日期 2014 年 9月 1日 星期一设计完成日期 2014年 9月 12 日 星期五 设计内容与设计要求一、设计内容： 假设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二极管代替），应使指示灯达到三个要求：1.汽车正常运行时指示灯全灭；2.右转弯时，右侧三个指示灯按右循环顺序点亮；左转弯时左侧3个指示灯按左循环顺序点亮。3.临时刹车时所有指示灯同时闪烁。二、设计要求：1思路清晰，给出整体设计框图和总电路图；2单元电路设计，给出具体设计思路和电路；3写出设计报告； 主要设计条件1 在实验楼南楼的四楼“综合实验室”和“电子实验室”调试。2 提供调试用实验箱和电路所需元件及芯片。 说明书格式1 课程设计封面；2 任务书；3 说明书目录；4 设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）；5 单元电路设计（各单元电路图）；6 安装、调试步骤；7 故障分析与电路改进；8 总结与体会；9 附录（元器件清单）；10 参考文献；11课程设计成绩评分表进 度 安 排 第一周星期一:课题内容介绍和查找资料。 星期二:总体电路设计和分电路设计。 星期三:（电路仿真）修改方案。星期四 : 上午：电路仿真，确定设计方案，拟订调试方案或安装电路；下午：画出调试电路图,安装电路。 星期五之前提交Multisim或EWB仿真电路图。第二周星期一二: 安装、调试电路。 星期三下午：验收电路、归还器件。星期四五: 写设计报告，打印相关图纸。 星期五下午:带设计报告书进行答辩，整理实验室及其它事情。 参 考 文 献数字电子技术基础阎石主编 高等教育出版社电子技术课程设计指导 彭介华、主编 高等教育出版社 电子线路设计、实验、测试 谢自美主编 华中理工出版社。 目录一.总设计方案01二.设计单元电路022.1左移和置数022.2置数和闪烁052.3右移和置数07 2.4时钟CLK1092.5时钟CLK210三.总原理图12四.安装、调试步骤13五.故障分析与电路改进13六.总结与设计调试体会14 一、总设计方案（1）列出尾灯与汽车运行状态表如下：开关控制运行状态左尾灯右尾灯ABX6 X5X4X3 X2 X100正常运行灯灭灯灭10右转弯灯灭按X4X5X6顺序点亮01左转弯按X1X2X3顺序点亮灯灭11临时停车所有尾灯按CP顺序同时闪烁(2)、设计总框图 根据左转小灯向左依次循环点亮，右转小灯向右依次循环点亮，使用74LS194位移寄存器来实现小灯的循环，又因为刹车时小灯全体闪烁，用74LS161二进制计数器置数来实现小灯的闪烁。BA时钟CLK2 右移和置数 左移和置数时钟CLK1 置数和闪烁 置数和闪烁 灯泡 灯泡二、设计单元电路2.1左移和置数2.1.2真值表74LS194左ABCLRS0S1SRSLCLKABCD正常00111CLK2CLK10000右转01111CLK2CLK10000左转10110CLK2CLK10000刹车11111CLK2CLK111112.1.3函数式：2.1.4功能：右转 ：74LS194 左移功能 使其输出QA1=0 QB1=0 QC1=0 QD1=0刹车 ：74LS194 置数功能 使其输出QA1=0 QB1=0 QC1=0 QD1=0左转 ：74LS194 左移功能 使其输出为从左至右依次为1刹车 ：74LS194 置数功能 使其输出QA1=1 QB1=1 QC1=1 QD1=12.1.5说明： 左转弯时左尾灯按X1X2X3顺序循环点亮。通过使用74LS194，通过A、B控制当S1=1、S0=0时输出左移，再通过用两个555定时器来实现一个周期内只有一个小灯被点亮。2.2置数和闪烁2.2.1原理图2.2.2真值表74LS161 ABCLRLOADENPENTCLKABCD正常001011CLK1QA1QB1QC1QD1右转011011CLK1QA1QB1QC1QD1左转101011CLK1QA1QB1QC1QD1刹车111QA211CLK1QA1QB1QC1QD12.2.3函数式：2.2.4功能：正常行驶：74LS161 置数功能 使其输出QA2=0 QB2=0 QC2=0 QD2=0 右转 ：74LS161 置数功能 使其输出QA2=0 QB2=0 QC2=0 QD2=0左转 ：74LS161 左移功能 使其输出为从左至右依次为1刹车 ：74LS161 计数功能 使其交替输出QA2=0 QB2=0 QC2=0 QD2=0和QA2=1 QB2=1 QC2=1 QD2=12.2.5说明：刹车时左尾灯和右尾灯同时闪烁。利用74LS161芯片的置数功能来实现，因为是刹车A=1;B=1，所以74LS194的S1=1;S0=1；所以74LS194的输入等于输出，再通过，74LS161的LD的置数管脚，使小灯一起从高电位到低电位。2.3右移和置数2.3.1原理图2.3.2真值表74LS194右ABCLRS0S1SRSLCLKABCD正常00111CLK2CLK10000右转01101CLK2CLK10000左转10111CLK2CLK10000刹车11111CLK2CLK111112.3.3函数式：2.3.4功能：左转 ：74LS194 左移功能 使其输出QA3=0 QB3=0 QC3=0 QD3=0刹车 ：74LS194 置数功能 使其输出QA3=0 QB3=0 QC3=0 QD3=0右转 ：74LS194 左移功能 使其输出为从左至右依次为1刹车 ：74LS194 置数功能 使其输出QA3=1 QB3=1 QC3=1 QD3=12.3.5说明： 右转弯时左尾灯按X4X5X6顺序循环点亮。通过使用74LS194，通过A、B控制当S1=0、S2=1时输出左移，再通过用两个555定时器来实现一个周期内只有一个小灯被点亮。2.4时钟CLK12.4.1 原理图2.4.2 计算电容充电电流和放电电流流经不同路径，充电电流只流经R1，放电电流只流经R2。T1=R1Cln2=1.5msT2=R2Cln2=1.5ms2.4.3 波形2.5时钟CLK22.5.1 原理图2.5.2 计算电容充电电流和放电电流流经不同路径，充电电流只流经R1，放电电流只流经R2。T1=R1Cln2=9.0msT2=R2Cln2=3.0ms2.5.3 波2.5.4说明 此模块采用555定时器以多谐振荡器为主导思想设计的秒脉冲信号发生器。实际中我们采用的时间都是标准的一秒，脉冲的周期为T=CLn2*（R1+2R2）,R1=R2,C=10uf，则有R1=1/3*C*Ln2=48Kn,则取两个固定电阻47K和两个固定电阻1K的串联即可。三、总原理图四、安装、调试步骤 安装与调试是同时进行的，安装过程，第一步，检查芯片好坏，第二步，将好的芯片安装在实验箱上，第三步，按照自己的仿真电路图来一步步连线，可以分模块来线。 将外接电源接好后，一起打开开关或一起断开开关或打开A,B任何其中一个开关，分别观察二极管发光状况并与设计要求比较，发现基本符合设计要求。五、故障分析与电路改进 由于每次控制开关的输入信号发生改变时，如果6只灯的状态不及时清零则输出与要求不符。刚开始设计好的电路没有考虑到这个问题，电路调试出现错误。两个开关不同的状态变换时未进行清零则输出出现错误。经过分析在74LS161上加了74LS11三与门，来控制74LS161的置数。 六、总结与设计调试体会 经过这两周的实习，学到了很多东西，锻炼了自己的能力，熟悉了MULTISIM这个软件。作为信息时代的大学生，仅会操作鼠标是不够的，对原理的理解和电路的设计能力也非常重要。之前所有的学习几乎都是理论性的，经过这次实习对很多器件的功能有了更深的了解。虽然由于不熟悉软件在一开始遇到了很多问题，但经过自己耐心的反复琢磨，最终成功仿真了汽车尾灯控制电路。通过这次学习，使我们对multisim有了初步的系统了解。这些知识在课堂上都学不到，当看到自己的汽车尾灯电路在软件上成功仿真时，高兴不已。希望自己在以后可以从事和数字电路有关的工作。总的来说自己有如下收获：1、对MULTISIM有了初步的系统了解。我们了解到了汽车尾灯的构造等。2、对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中，提高了自己解决问题的能力。虽然在实习中会遇到难题，但是从中我学到了很多，使自己的理解能力也有所提高。3、通过动手接线，使我们动手能力得到了提高，我想在以后的理论学习中我就能够明白自己的学习方向，强化了专业知识，更好的掌握数字电路的这门课程。元器件清单集成电路：74LS04 1个74LS00 1个74LS194 2个74LS161 2个74LS11 2个555定时器 2个二极管：1BH62 4个电容：1uF 2个 2.2uF 2个开关：2个灯泡：6个 参 考 文 献数字电子技术基础阎石主编 高等教育出版社电子技术课程设计指导 彭介华、主编 高等教育出版社 电子线路设计、实验、测试 谢自美主编 华中理工出版社。电气与信息工程系课程设计评分表项 目评 价优良中及格差设计方案的合理性与创造性(10%)硬件设计或软件编程完成情况(10%)硬件测试或软件调试结果*(10%)设计