汽车尾灯设计.doc

课程设计任务书一、设计题目汽车尾灯控制电路设计二、设计任务假设汽车尾灯左右两侧各有三个指示灯（用发光二极管模拟），要求：汽车正常运行时指示灯全灭；右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；左转弯时左侧三个指示灯按左循环顺序点亮；临时刹车时所有指示灯同时闪烁三、设计计划第1天：查资料，熟悉题目；第2天：提出初步方案；第34天：设计电路；第5天：编写设计说明书。四、设计要求1画出整体电路图。 2. 写出设计说明书。3. 同组同学的的设计不能雷同。 4. 电路图中的图形必须本人亲自绘制 摘要随着经济的发展，汽车越来越被人们所需要，而由此也引发了一系列的问题。比如，因为汽车的突然转向所引发的车祸经常出现。如果汽车转弯可以通过尾灯状态的变化来确定就可以提示司机、行人朋友们车子正在转弯，一定程度的避免车祸的发生。本文是关于汽车尾灯控制电路的设计，根据汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系，分析并设计电路。整个电路由模式控制电路，三进制计数器，译码与显示驱动电路，尾灯状态显示4部分组成。分析了使能控制信号与模式控制变量、时钟脉冲的关系，运用JK触发器、38译码器等实现了根据汽车的运行状态，指示灯显示4种不同的模式。本文详细的介绍了电路的设计思路及其实现过程，包括了整个设计流程。关键字：模式控制电路;三进制计数器;JK触发器；3译码器；综述随着社会的发展，科学技术也在不断的进步，现代交通越来越拥挤，安全问题日益突出，在这种情况下汽车尾灯控制器的设计成为解决交通安全问题一种好的途径。在本课程设计根据汽车运行状态的于汽车尾灯显示的关系，实现了对汽车尾灯显示状态的控制。根据汽车运行情况，指示灯具有4种不同的显示模式：1汽车正向行驶时，左右两侧的指示灯全部处于熄灭状态；2汽车右转弯行驶时，右侧的3个指示灯按右循环顺序点亮；3汽车左转弯行驶时，左侧的3个指示灯按左循环顺序点亮；4汽车临时刹车时，左右两侧的指示灯同时处于闪烁状态。 1 总体方案 汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系为了区分汽车尾灯的4种不同的显示模式，需设置2个状态控制变量。假定用开关K1和K0进行显示模式控制，可列出汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系，如表1所示。 控制变量、K1 K0汽车运行状态左侧的3个指示灯DL1 DL2 DL3右侧的3个指示灯DR1 DR2 DR30 0正向行驶熄灭状态熄灭状态0 1右转弯行驶熄灭状态按DR1DR2DR3顺序循环点亮1 0左转弯行驶按DL3DL2DL1顺序循环点亮熄灭状态1 1临时刹车左右两侧的指示灯在时钟脉冲CP作用下同时闪烁表1 汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系1.2汽车尾灯控制器功能描述在汽车左，右转弯行驶时，由于3个指示灯被循环顺序点亮，所以可用一个三进制计数器的状态控制译码器电路顺序输出高电平，按要求顺序点亮3个指示灯。设三进制计数器的状态用Q1和Q0表示，可得出描述指示灯DL3 DL2 DL1 DR3 DR2 DR1与开关控制变量K1，K0，计数器的状态Q1，Q0。以及时钟脉冲CP之间关的功能表，如表2所示（表中指示灯的状态“1”表示点亮，“0”表示熄灭）。 控制变量K1 K0计数器状态Q1 Q0汽车尾灯DL1 DL2 DL3DR1 DR2 DR30 0d d0 0 00 0 00 10 00 11 00 0 00 0 00 0 01 0 00 1 00 0 11 00 00 11 00 0 10 1 01 0 00 0 00 0 00 0 01 1d dCP CP CPCP CP CP表2 汽车尾灯控制器功能表根据以上设计分析与功能描述，可得出汽车尾灯控制器的结构框图，如图3所示，整个电路可由模式控制电路，三进制计数器，译码与显示驱动电路，尾灯状态显示4部分组成。 结构框图2 单元电路设计2.1模式控制电路设译码号显示驱动电路的使能控制信号为G和F，G与译码器74LS138的使能输入端G1相连接，F与显示驱动电路中与非门的一个输入端相连接。由总体逻辑功能可知，G和F与开关控制变量K1，K0，以及时钟脉冲CP之间的关系如表4所示。 模式控制K1 K0时钟脉冲CP使能控制信号G F电路工作状态0 0d0 1汽车正向行驶（此时译码器不工作，译码器输出全部为高、显示驱动电路中的与非门输出均为低，反相器输出均为高，尾灯全部熄灭）0 1d1 1汽车右转弯行驶（此时译马码器在计数器控制下工作，显示驱动电路中的与非门输出取决于译码器输出，右侧尾灯DR1DR2DR3在译码器输出作用下顺序循环点亮）1 0d1 1汽车左转弯行驶（此时译码器在计数器控制下工作，显示驱动电路中的与非门输出取决于译码器输出，左侧尾灯DL1DL2DL3在译码器输出作用下顺序循环点亮）1 1CP0 CP汽车临时刹车（此时译码器不工作，译码器输出全部为高，时钟脉冲CP通过显示驱动电路中的与非门作用到反相器输出端，使左右两侧的指示灯在时钟脉冲CP作用下同时闪烁）表4 使能控制信号与模式控制变量、时钟脉冲的关系根据表4所示的关系，可求出使能控制信号G和F的逻辑功能表达式为： G=k1k0+k1k0=k1+k0 F= k1k0+k1k0+k1k0+ k1k0CP = k1k0+ k1k0CP = k1k0+ k1k0CP = k1k0+ CP = k1k0 CP根据G和F的逻辑表达式，可画出模式控制电路。2.2三进制计数器三进制计数器的状态表如表5所示，假定采用JK触发器作为存储元件。则可设计出逻辑电路。表5. 三进制计数器的状态表 现态Q1 Q2次态Q1n+1 Q0n+10 00 11 01 10 11 00 0d d2.3译码与显示驱动电路译码与显示驱动电路的功能是：在模式控制电路输出和三进制计数器状态的作用下，提供6个尾灯控制信号，当译码驱动电路输出的控制信号为低电平时，相应指示灯点亮。因此，译码与显示驱动电路可为38线译码器74LS138、6个与非门和6个反相器构成。当G=F=1、K1=0时，对应计数器状态Q1、Q0为00、01、10，译码器输出Y0、Y1、Y2依次为0，使得指示灯DR1、DR2、DR3对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯DR1 DR2、DR3依次顺序点亮，示意汽车右转弯；当G=F=1、K=1时，对应计数器状态Q1、Q0为00、01、10，译码器输出Y4、Y5、Y6依次为0，使与指示灯DL3 DL2 DL1对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯DL3DL2D L1依次顺序点亮，示意汽车左转弯；当G=0，F=1时，译码器输出为全1，使所有指示灯对应的反相器输出全部为高电平；指示灯全部熄灭；当G=0，F=CP时，所有指示灯随CP的频率闪烁。实现了4种不同模式下的尾灯状态显示。2.4尾灯状态显示电路尾灯状态显示电路可由6个发光二极管和6个电阻组成。当6个反相器的输出低电平时，相应发光二极管被点亮。在完成各个局部电路设计后，可得到汽车尾灯控制器的完整逻辑电路。3汽车尾灯控制器的完整逻辑电路 结论这次课程设计可以说是我最头疼的课程设计，从到图书馆查找资料到对电路的设计对电路的调试再到最后电路的成型，都对我所学的知识进行了检验。无论是电路的设计还是制图过程都让我学到了很多新东西，同时也弥补了之前所学知识的不足之处，收获了很多。在电路设计中，设计思路是最重要的，只要你的设计思路是成功的，那你的设计已经成功了一半。因此设计前就必须做好充分的准备，像查找详细的资料等等，这为我们设计的成功打下坚实的基础。设计过程中会遇到很多的问题，这时候我们不能半途而废，应该迎难而上，加深对知识的理解，一点一点的分析。因此要熟练地掌握课本上的知识才能对设计中出现的问题进行分析解决。 留给我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有耐心，要有坚持的毅力。在整个电路的设计过程中，花费时间最多的是在各个单元电路的细节设计上。在多种方案的选择中，我们需要仔细比较分析其原理以及可行的原因，并且使整个电路可以稳定工作。总而言之，这次课程设计让我受益匪浅。在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力，也让深深地体会到了自己学习知识的不足之处，对于知识的理解程度不够深，自己以为明白的实际上不明白。在以后的学习过程中，我会重视这些问题，逐渐改变自己的学习习惯，不断的进步！参考文献1.华中科技大学出版社 欧阳星明 主编。数字逻辑（第二版）2005年3月2.电子工业出版社 周 凯 主编。EWB虚拟电子实验室 电子电路设计与应用 2005年6月3.电子工业出版社 冯荣达 顾永杰 等编著。 实用数字电子技术（第二版） 2004年6月4.科学出版社 余根墀 主编。电子与电路技术简明教程 2003年8月汽车尾灯控制电路课程设计 2008-01-17 19:54:31 阅读916 评论13 字号：大中小订阅 汽车尾灯控制电路一设计任务设计一个汽车尾灯控制电路，汽车尾部左右两侧各有3个指示灯(用发光二极管模拟)，当在汽车正常运行时指示灯全灭；在右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮（R1R1R2R1R2R3全灭R1）时间间隔0.5S（采用一个2HZ的方波源）；在左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮（L1L1L2L1L2L3全灭L1）；在临时刹车或者检测尾灯是否正常时，所有指示灯同时点亮（R1R2R3L1L2L3点亮）；当汽车后退的时候所有尾灯循环点亮；当晚上行车的时候汽车尾灯的最下一个灯一直点亮。二、设计目的课程设计作为数字电子技术课程的重要组成部分，目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。另一方面也可使我们更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型数字系统的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高电路分析和设计能力。通过实践引导我们在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。通过设计，一方面可以加深我们的理论知识，另一方面也可以提高我们考虑问题的全面性，将理论知识上升到一个实践的阶段。三、设计要求分析以上设计任务，由于汽车左转弯、右转弯、刹车、倒车、晚上行车时，所有灯点亮的次序和是否点亮是不同的，所以用74LS138译码器对输入的信号进行译码，从而得到一个低电平输出，再由这个低电平控制一个计数器74LS161，计数器输出为高电平时就点亮不同的尾灯（这里用发光二极管模拟），从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下，各指示灯与给定条件间的关系，即逻辑功能表1所示。所需要的元器件清单如表2。汽车尾灯控制电路设计总体框图如图1所示。表1.汽车尾灯和汽车运行状态 开关控制汽车运行状态右转尾灯左转尾灯S0S1S2R1R2R3L1L2L3000正常运行灯灭灯灭001左转弯灯灭按L1L2L3顺序循环点亮010右转弯按R1R2R3顺序循环点亮灯灭011临时刹车/检测所有尾灯同时点亮100倒车所有尾灯按照转弯次序点亮101晚上行车时R3，L3一直点亮表2.元件清单 名称规格数量译码器SN74LS138N1计数器DM74LS161AM2555定时器SUM5J10Y1电容若干或门DM74ls32M3非门DM74ls00N3与门DM74ls08M1二极管发光二极管6电阻1K，30K50K，12K20K若干图1汽车尾灯控制电路设计总体框图四、设计内容1设计说明：实现的主要功能是通过开关控制从而实现汽车尾灯的点亮方式。根据表1具体实现如下：当S2S1S0=000时候汽车处于正常行驶，尾灯完全处于熄灭状态，所以通过74LS138译码后为“11111110”不做任何处理。当S2S1S0=001时候汽车左转，所以汽车尾灯的左面3个灯按照L1L1L2L1L2L3全灭L1顺序循环点亮，具体实现是通过74LS138对“001”译码为“11111101”然后通过译码后的低电平Y1通过一个非门控制计数器74LS161的ENT和ENP端开始计数，从而控制灯的点亮方式，计数范围为0000（全灭）0001（L1点亮）0010（L1L2点亮）0011（L1L2L3点亮）0100（异步清零）0000循环计数就实现了循环点亮的这个过程。由于记数脉冲是由555定时器产生的频率约为2HZ方波，所以循环点亮这个过程所需要的时间约为0.5S*4。当S2S1S0=010时候汽车右转，所以汽车尾灯右面3个灯按照R1R1R2R1R2R3全灭R1顺序循环点亮，具体实现是通过74LS138对“010”译码为“11111011”然后通过译码后的低电平Y2通过一个非门控制计数器74LS161的ENT和ENP端开始计数，从而控制灯的点亮方式，计数范围为0000（全灭）0001（R1点亮）0010（R1R2点亮）0011（R1R2R3点亮）0100（异步清零）0000循环计数就实现了循环点亮的这个过程。由于记数脉冲是由555定时器产生的频率约为2HZ方波，所以循环点亮这个过程所需要的时间约为0.5S*4。当S2S1S0=011时候汽车处于刹车状态或者处于检测汽车尾灯是否正常，所以汽车的尾灯全亮，具体实现是通过74LS138对“011”译码为“11110111”然后通过译码后的低电平Y3通过一个非门直接控制所有的尾灯点亮。当S2S1S0=100时候汽车处于倒车状态，倒车的时候汽车所有的尾灯按照转弯时候的顺序点亮灯。具体实现是通过74LS138对“100”译码为“11101111”然后通过译码后的低电平Y4通过一个非门控制另外一片计数器74LS161的ENT和ENP端开始计数，从而控制灯的点亮方式，计数范围为0000（全灭）000（R1，L1点亮）0010（R1R2，L1L2点亮）0011（R1R2R3。L1L2L3点亮）0100（异步清零）0000循环计数就实现了循环点亮的这个过程。由于记数脉冲是由555定时器产生的频率约为2HZ方波，所以循环点亮这个过程所需要的时间约为0.5S*4。当S2S1S0=101时候汽车处于晚上行车状态，此时汽车尾灯的左右两端的最下面一个灯一直点亮即L3。R3一直处于亮的状态。具体实现是通过74LS138对“101”译码为“11011111”然后通过译码后的低电平Y5通过一个非门直接控制L3。R3点亮。2主电路的仿真：分步仿真：1)汽车左转弯的仿真。在PROTEL99下的仿真的电路图。图2.左转弯仿真电路2)汽车左右转弯仿真。图3.左右转弯仿真电路3)汽车左右转弯和刹车的仿真。图4.汽车左右和刹车仿真电路4)左右转弯刹车和倒车仿真。图5.汽车左右转弯刹车和倒车仿真电路5)左右转弯刹车倒车和晚上行车仿真。图6.左右转弯刹车倒车和晚上行车仿真电路图3.总体设计：设计的最后原理图：图7.总体设计的最后原理图五、设计体会本次课程设计是我目前收获最大