车辆工程毕业设计27汽车尾灯的设计

目 录 第一章 设计任务书 第二章 系统分析 第三章 单元电路的设计 第四章 汽车尾灯 总电路 图 第五章 汽车尾灯 PCB图 第六章 仿真电路 第七章 电路调试 第八章 元件清单 第九章 设计体会 1 第一章：设计任务书 本课题设计一个汽车尾灯的控制电路。该电路由 两个开关的四种状态控 制，分别对应着 全灭、 左转、右转、刹车。 假设汽车尾部左右两侧各有 3个指示灯（用发光二极管模拟） a.汽车正常运行是指示灯全亮灭； b.右转弯时，右侧 3个指示灯按右循环顺序点亮； c.左转弯时，左侧 3个指示灯按左循环顺序点亮； d.临时刹车时所有指示灯同时 闪 烁。 列出尾灯与汽车运行状态 表 ,如下表 1.1： 表 1.1尾灯和汽车运行状态关系表 开关控制 运行状态 左尾灯 右尾灯 S1 S0 D4D5D6 D1D2D3 0 0 正常运行 灯灭 灯灭 0 1 右转弯 灯灭 按 D1D2D3顺序循环点亮 1 0 左转弯 按 D6D5D4顺序循环点亮 灯灭 1 1 临时刹车 所有的尾灯随时时钟 CP同时闪烁 2 第二章： 系统分析 1：设计总框图 由于汽车左右转弯 时，三个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器控制译码器电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下， 每个指示灯与 给定条件（ S1、 S0、CP、 Q1、 Q0）的关系，即逻辑功能表如表 2.1 所示（表中 0 表示灯灭状态、 1表示灯亮状态）。 表 2.1汽车尾灯控制逻辑功能表 2系统方案的选择 设计本电路，我们采用双 JK 触发器 74LS76 构成三进制计数器。译码电路由 3-8线译码器 74LS138 和 6 个与非门构成。用 555 定时器构成的多谐振荡器 产生 输出信号为 1赫兹。 3：电路的工作原理 设计本电路，我们采用双 JK触发器 74LS76构成三进制计数器。译码电路由 3-8线译码器 74LS138和 6个与非门构成。用 555定时器构成的多谐振荡器 产生 输出信号为 1赫兹。 开关控制 三进制计数器 六个指示灯 S1 S0 Q1 Q0 D6D5D4 D3D2D1 0 1 0 0 0 1 1 0 000 001 000 010 000 100 1 0 0 0 0 1 1 0 100 000 010 000 001 000 1 1 / / CPCPCP CPCPCP 3 经过以上所述的设计内容及要求的分析，可以将电路分为以下几部分： 首先，通过 555定时器产生频率为 1Hz的脉冲信号，该脉冲信号用于提供给 JK触发器和刹车时的输入信号。 三进制计数器电路可有双 JK触发器 74LS76 左转、右转的原始信号通过 6个与门以及电键提供的高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右的 3个汽车尾灯上。这部分电路起到信号分拣的 作用。分拣之后的信号通过或门，实现与刹车、检查电键信号的之间选择。最终得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需功能。 4 第三章： 单元电路的设计 1：时钟电路 方案一：用 555芯片构成多谐震荡器产生时钟。 时钟脉冲产生电路用一片 555定时 器构成多谐振荡器，设计脉冲周期为 1s,其计算公式为： T= ln2(R1+2R2) C=（ 470000+2*500000） *10-6*0.7=1.029，以此信号作为的 CP 555电路图 5 波形 图如下： 由图可知 : T= T2 T1= 5.523 3 4.5426=0.9807S,与理论值存在一定误差，由波形图也可看出，波形并不是很工整。 方案二：利用单片机内部资源的定时器产生时钟（略） 6 2： 三进制计数器电路 方案一： 三进制计数器我们用 JK触发器构成 。 JK触发器 的特性方程： 1n n nQ J Q K Q （ CP下降沿有效） 连线图如下： 仿真图如下： 由上图可见 Q1， Q0按 00， 01， 11三种状态输出。 7 方案二： 计数器选用集成电路 74LS163进行设计较简便。 74LS163是 4位二进制同步计数器，它具有同步清零、同步置数的功能。 74LS163的外引线排列如图所示，其功能表如表 2所示。图中 ,CR 是低电平有效的同步清零输入端， LD 是低电平有效才同步并行置数控制端 ,CTP,CTT是计数控制端 ,CO是进位输出端， D0 D3是并行数据输入端， Q0 Q 3是数据输出端。 。 图 ： 74LS163的外引线排列图 CT74LS163功能表 | 8 3：汽车尾灯电路 汽车尾灯电路如图所示，其显示驱 动电路由 6个发光二极管和 6个反相器构成； 译码电路由 3-8 线译码器 74LS138 和 6 个与非门 (由 74LS00 芯片 )构成。 74LS138 的三个输入端 A， B， C 分别接、 Q0， Q1， S1，而 Q1、Q0 是三进制计数器的输出端，当 S1=0、使能信号 A=G=1，计数器的状态为 00， 01， 10 时， 74LS138 对应的输出端 Y0、 Y1、 Y2 依次为 0有效（ Y3， Y4， Y5信号为“ 1”无效），即反相器 G1 G3的输出端也依次为 0，故指示灯 D1 D2 D3 按顺序点亮示意汽车转弯。若上述条件不变，而 S1=1，则 74LS138 对应的输出端 Y4、 Y5、 Y6 依次为 0有效，即反相器 G4 G6的输出端依次为 0，故指示灯 D4 D5 D6按顺序点亮，示意汽车左转弯。当 G=0， A=1时 ,74LS138的输入端全为1， G6 G1的输出端也全为 1，指示灯全灭；当 G=0,A=CP时，指示灯随 CP的频率闪烁 9 4.开关控制电路 开关控制电路，设 74LS138和显示驱动电路的使能端信号分别为G和 A，概括总体逻辑功能分析及组合得 G、 A与给定条件的真值表，如表所示。 表 S1、 S0、 CP与 G、 A逻辑功能表 由表过整理得逻辑表达式为 G=S1 S0 _ _ _ A=S1S0+S1S0CP=S1S0 S1S0CP 由上式得开关控制电路，如图所示。 开关控制 CP 使能信号 S1 S0 G A 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 CP 0 CP 10 由 以上分析可 得出总体框图，如图所示 ： 如图 ： 设计总体框图 11 第四章：汽车尾灯总电路 12 第五章： PCB图 13 第六章：仿真电路 14 第七章： 电路调试 电子安装完毕，通常不宜急于通电，先要认真检查一下。检查内容包括： 检测的方法通常有两种方法： (1)连线是否正确 这种方法的特点是，根据电路图连线，按一定顺序一一检查安装好的线路，由此，可比效容易查出错线和少线。按照实际线路来对照原理图电路进行查线 (2)这是一种以元件为中心进行查线的方法。把每个元件引脚的连线一次查清，检查每个去处在电路图上是否存在，这种方法不但可以查出错线和少线，还容易查出多线。 (3)为了防止出错，对于已查过的线通常应在电路图上做出标记，最好用指针式万用表“欧姆 1”档，或用数字万用表的“二极管档”的蜂鸣器来测量元器件引脚，这样可以同时发现接触不良的地方。 (4)元器件的安装情况 (5)检查元器件引脚之间有无短路；连接处有无接触不良；二极管的极性和集成元件的引脚是否连接有误。 (6)电源供电，信号源连接是否正确。 (7)电源端对地 是否有短路的现象。 (8)在通电前，断开一根电源线，用万用表检查电源端对地是否存在短路。若电路经过上述检查，并确认无误后，就可以转入调试。 2.调试过程中遇到的问题及解决方法： 1： 静态调试 交流，直流并存是电子电路工作的一个重要组成特点。一般情况下， 直流为交流服务，直流是电路工作的基础。因此，电子电路的调试有静态调试和动态调试之分。静态调试过程。例如，通过静态测试模拟电路的静态工作点，数字电路的各输入端和输出端的高低电平值及逻辑关系等，可以及时发现已经损坏的元器件，判断电路工作情况，并及时调整电路参数 ，使电路工作状态符合设计要求。 对照原理图，用万用电表一一检查线路的各个接口是否接通，有无短路、断路或漏接现象，如果有，应及时改好电路。 15 对照原理图，检查芯片的引角是否接正确。检查芯片的 VCC 和GND 是否接好。 2： 动态调试 动态调试是在静态调试的基础上进行的。调试的方法是在电路的输入端接入适当频率和幅值的信号，并循着信号流向逐级检测各有关点的波形，参数和性能指标。发现故障现象，应采取不同的方法缩小故障范围，最后设法排除故障。 测 试过程中不能凭感觉和印象，要始终借助仪器观察。使用示波器时，最好把示波器的信号输入方式置于“ DC”挡，通过直流耦合方式，右同时观察被测信号的交，直流成分。 通过调试，最后检查功能块和整机的各种指标是否满足设计要求，如必要，再进一步对电路参数提出合理的修正。 在进行完上述检查后。通电进行调试。用万用表检查两块芯片的VCC 和 GND，看是否有电压。是不和输入的电压一致。 在确保芯片处于工作状态后，在录音机接口处，输入一个信号，用示波器沿着只许信号在走向，一路测量，把测得波形和输入信号的波形对比。一级一级的测量，如 果发现不对，再认真查线路，如果线路一定是对的。那有可能是芯片出了故障而不能正常工作。可以换一个芯片试。如果换上新芯片后，工作正常，说明原来的芯片是坏的。就这样一点一点的的调试，直到调试成功为止。 3： 烧毁 在电路测试阶段由于没有保护措施，所用的 74LS32 上面的四个或门有一个被烧毁了，由于当时还不知道，所以查了好久才发现问题所在，解决方法是用适当的电阻进行保护。 4： 虚焊 这是焊接过程中经常遇到的问题，如果不加以纠正将使电路无法工作，而且这个问题很难检查出来，也只能利用万用表检查，我们刚发现是由于接上电 路发现发光二极管是一直点亮的，后来发现是由于一 16 个焊点虚焊导致或门的一端输入为接空引起的。 第八章： 元件清单 74LS系列芯片： 74LS 138 1个 74LS00 2个 74LS86 1个 74LS10 1个 74LS76 1个 74LS04 2个 定时器： 555 1个 电阻： 200 6个 500k 1个 470k 1个 3.3k 2个 电容 ; 1.0 F 1个 10nF 1个 发光二极管 6个 拨动开关 2个 17 第九章： 设计心得体会 本次课程设计 收获很大，开始设计 时感觉没什么难的 ，后来到动手的时候觉得遇见了好多没想到的问题，然后一个一个的解决，我想这也是最吸引我们的地方，当真正投入时才发现乐在其中。 在方案的选择中，我们选择了用 JK 触发器构成三进制计数器电路，去 外面跑了多次也没有找到 JK 触发器 74LS76 芯片。在 Protel中制 PCB 板的时候， 开始做 单面板，线很多 ，走不通，又该为双面板。 当制