汽车尾灯电路设计论文

1、目 录摘 要3abstract4引 言5第1章 汽车尾灯电路设计的要求61.1 汽车尾灯电路设计的要求61.1.1 汽车尾灯的控制电路的设计要求61.1.2 汽车尾灯的控制电路的系统框图61.2 汽车尾灯控制电路的状态表7第二章 汽车尾灯设计的方案82.1 设计方案182.2 设计方案282.3 设计方案392.4 总结9第三章 单元电路的设计103.1 时钟信号源（clk）的单元设计103.1.1 设计说明103.1.2 设计计算公式103.2 74ls138译码器113.3 74ls160 计数器12第四章 总体电路图154.4 总电路设计154.4.1 设计说明15第五章 总结185.1

2、 系统的优缺点185.2 结束语18参考文献19致谢20摘 要随着社会的不断进步和科学技术、经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，汽车已经广泛的进入了人们的生活。汽车产业在我国也开始了新一轮的飞速发展。而作为汽车电路重要的组成部分汽车尾灯电路，更是越来越智能化、人性化、简单化。本设计为汽车尾灯控制电路设计，经过自己的深思熟虑，最后决定采用555时钟电路来构成脉冲产生电路，用74ls138芯片构成译码电路，用74ls160芯片来组成计数电路，从而驱动led发光。在做设计之前，本人查阅了大量的资料以及在网上的学习，才有此次的收获。系统的设计主要由硬件和软件相结合组成，通过软件的处理使得系统电

3、路更加简化，这样系统的性价比高，可维护性强，结构简单。关键字：汽车产业，555时钟电路，译码，计数 abstractthe economy ceaselessness develops with societys ceaseless progress and science and technology,people the living standard has got very big rise , the automobile has entered peoples life already broadly. automobile estate is in our country hav

4、ing also started one new wheels developing at full speed. be furthermore more and more intellectualized, personalize , oversimplify but as important automobile circuit ingredient automobile tail lamp circuit。this design for the automotive tail lamp control circuit design,through their own well-consi

5、dered and finally decided to adopt the 555 clock circuit to form the pulse generator,with the 74ls138 decorder chip composition,using 74ls160 chips to form a counter circuit,and thus drive led light.prior to doing the design, i examined a large amount of information as well as online learning, only

6、the harvest. system is designed mainly by the combination of hardware and software composition, the processing software makes the system circuit is more simplified, cost-effective such a system, maintainability strong, simple structure. keywords: automobile estate ，555 clock circuit，decoder，trans ne

7、tat net index 引 言汽车尾灯控制电路是数字电路在交通自动控制电路中的典型应用，此系统基本上是模拟汽车运行中的实际情况设计的汽车尾灯，一般都有左、右各三个灯。当人们看到灯的不同形式的亮灭闪烁时，就知道该驾驶员要进行的操作意图，即左转弯、右转弯或刹车。此电路系统是利用基本门电路和触发器设计的一个数字系统，既有组合逻辑，又有时序逻辑。通过汽车尾灯控制电路设计的综合环节，还可以使我们了解各功能电路间的相互影响，掌握各功能电路之间参数的衔接和匹配关系，以及模拟电路和数字电路之间的结合，提高我们对单元功能电路的理解和灵活运用的能力及综合运用知识的能力。汽车尾灯是汽车的主要部分，在我们生活中是

8、不可缺少的，正是有了它才使我们的交通得以正常进行。现在社会上出现交通事故的比例很高，除了一些自身的原因之外，尾灯也在其中发挥着主要的作用，尾灯的指示灯按照指定要求闪烁，也是可以避免很多事故的产生。以下的设计让我们更加可以形象的了解它的工作原理。 第1章 汽车尾灯电路设计的要求1.1 汽车尾灯电路设计的要求1.1.1 汽车尾灯的控制电路的设计要求1. 汽车尾部左右两侧各有3个指示灯。当接通左转、右转、刹车和检查时，指示灯按照指定要求闪烁。2. 该电路由四个电键控制，分别对应着左转、右转、刹车和检查功能。3. 当接通左转或右转电键时，左侧或右侧的3个汽车尾灯按照左循环或右循环的顺序依次点亮。4.

9、当接通刹车电键时，汽车所有的尾灯同时闪烁。5. 当接通检查电键时，汽车所有的尾灯点亮。1.1.2 汽车尾灯的控制电路的系统框图555计时器周期为1秒的脉冲d触发器逻辑电路左转右转原始信号左转电键右转电键分拣后的左转右转信号刹车电键检查电键左转右转分拣电路转向信号与刹车、检查信号分拣电路发 光 二 极 管191.2 汽车尾灯控制电路的状态表汽车尾灯控制电路的状态表如图1.1：开关控制汽车运行状态右转尾灯左转尾灯s3 s2 s1 s0 r1r2r3l1l2l3 0 0 0 0正常运行灯灭灯灭0 0 0 1左转弯 灯灭按l1l2l3顺序循环点亮0 0 1 0右转弯按r1 r2 r3顺序循环点亮灯灭0

10、 0 1 1临时刹车/检测所有尾灯同时闪烁0 1 0 0 倒车所有尾灯均连续燃亮 图1.1 注：s0、s1、s2、s3分别代表汽车的运行状态左转、右转、刹车和检查时的开关控制；r1、r2、r3分别代表控制右转尾灯的三个灯； l1、l2、l3分别代表控制左转尾灯的三个灯。第二章 汽车尾灯设计的方案2.1 设计方案1右转开关左转开关时钟脉冲图3.1.3 由门电路构成多谐振荡器的方案设计方案二如图2.1方案原理简述左转右转检查电路:该方案中时钟脉冲由555定时器r1r2r3 l1l2l3组成，首先产生脉冲信号,该信号提供 给74ls194。74ls194有四个输出端, 图2.1 设计方案一接其中的三

11、个001,010, 100的循环信号,此信号提供左,右转时的原始信号。 对信进行分拣之后的信号通过或门，实现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。2.2 设计方案开关控制电路译码电路74138显示驱动电路记数电路74160r1r2r3 l1l2l3石英晶体振荡器模拟停车开关2设计方案四如右图2.2所示：方案原理简述：该方案中，脉冲信号的产生是由石英振荡器来完成的， 图2.2 设计方案二计数电路由74160芯片组成，译码电路由74138芯片组成，通过模拟停车开关电路来给尾灯提供一个电压，使停车时尾灯亮度为正常时的一半。该方案的评价：此电路的振荡频率仅取决于石英晶

12、体的串联谐振频率fs，而与电路中的r、c的值无关。所以此电路能够得到频率稳定性极高的脉冲波形。开关控制电路译码电路74ls138显示驱动电路记数电路74160r1r2r3 l1l2l3脉冲产生电路555555定时器产生50hz信号2.3 设计方案3设计方案一如右图2.1方案原理简述:该方案中，由555脉冲电路产生1hz的脉冲信 图2.3 设计方案三号来驱动74ls160组成的计数电路，由开关电路来控制74ls138组成的译码电路，由计数电路和译码电路一起控制显示驱动电路，从而控制尾灯的亮灭，555定时器产生的50hz信号可以使尾灯快速闪亮，利用人眼的暂留特性从而达到亮度降低一半的视觉效果。该方

13、案的评价：555定时器产生50hz信号用于停车时，尾灯亮度为正常一半，原理是每0.02秒灯亮一次，利用人眼的暂留特性就产生了整体亮度降低一半的视觉效果。2.4 总结从以上三种参考方案来看，本人认为第三种设计方案还是可行的。第一种设计的功能过于简单，无法达到设计要求的全部功能，而且在一定程度上存在安全隐患。第二种设计的频率不能调节，而且频带窄，不能用于宽带滤波，此电路非常适合秒脉冲发生器的设计，但由于尽量和课堂知识联系起来，所以没有采用此电路。第三种设计由555脉冲电路和74ls160计数电路以及74ls138组成的译码电路组成，用6个发光二极管形象的显示汽车尾灯的运行状态，这种设计非常适合。第

14、三章 单元电路的设计汽车尾灯控制电路主要由控制电路，时钟发生电路，逻辑电平指示，逻辑开关四部分组成。以下分别对各单元电路进行具体讲解。3.1 时钟信号源（clk）的单元设计3.1.1 设计说明由于汽车尾灯是的点亮是给人的不同的信息及该车将要发生的动作，所以汽车的尾灯在闪烁的时候不能超过一定的频率，但是频率也不能太小，所以我们在设计的时候是采用的555定时器设计的一个脉冲产生源，占空比约为50%，它产生的频率f约为1hz。然后通过计数器就能控制汽车尾灯在循环点亮的时候时间间隔约为1s，这样就能让人很清楚的明白该汽车的动作以采取相应的动作从而避免交通事故的发生。3.1.2 设计计算公式图3.1 5

15、55脉冲原理图从图3.1脉冲原理图可知,高电平时间：tdh=0.7(r1+r2)c低电平时间：tdl=0.7r2c占空比： d=tpk/(tpk+tpl)=r2/(r1+2r2)3.2 74ls138译码器译码是编码的逆过程，它的功能是将具有特定含义的二进制码进行辨别，并转换成控制信号，具有译码功能的逻辑电路称为译码器。译码器可分为两种类型，一种是将一系列代码转换成与之一一对应的有效信号。另一种是将一种代码转换成另一种代码，所以也称为代码变换器.以下图3.2.1为74ls138的外部引脚图；图3.2.2为74ls138的功能表图3.2.1 74ls138引脚图输入输出s1s2+s3abc0xx

16、xx11111111x1xxx111111111100000111111110001101111111001011011111100111110111110100111110111101011111101110110111111011011111111110图3.2.2 74ls138的功能表以下图3.2.3为74ls138的部分电路图：图3.2.3 74ls138的部分电路图工作原理：74ls138是一种3线8线译码器，三个输入端a0a1a2共有8种状态组合（000111），可译出8个输出信号y0y7。这种译码器设有三个使能输入端，当s3与s2均为0，且s1 为1时，译码器处于工作状态，输出

17、低电平。当译码器被禁止时，输出高电平。3.3 74ls160 计数器计数器的种类繁多，按照计数器中各个触发器状态的更新情况的不同，可分为同步计数器和异步计数器。按照计数器中计数长度的不同，又有二进制计数器、十进制计数器和n进制计数器之分，其中74ls163为十进制计数器。计数器可由多位触发器构成，但常用的计数器为中规模集成计数器。中规模集成计数器种类较多，功能强，使用方便。集成计数器通常有清零、预置数、计数、保持等功能。以下图3.3.1为74ls160的引脚图；图3.3.2为74ls160的功能表。图3.3.1 74ls160引脚图clrloadedp/entclk|a crco qdqa0x

18、x xxxx0 0011x xxqd da c a c11 1xxx 计数10 1xxx保持1 x 0xxx保持（c=0）图3.3.2 74ls160的功能表nengbiao nengb能表开关控制电路中的转弯信号是由计数电路构成的，它由中规模集成电路74ls160 实现。下图3.3.2是开关控制电路,图3.3.3是74ls160的部分电路。图3.3.2开关控制电路图3.3.3 74ls160的部分电路工作原理：74ls160 是一个具有异步清零、同步置数、可以保持状态不变的十进制上升沿计数器。第四章 总体电路图4.4 总电路设计4.4.1 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

19、的点亮方式。根据图1.1具体实现如下：当s3s2s1 s0 =0000时候汽车处于正常行驶，尾灯完全处于熄灭状态，所以通过74138译码后为“11111110”不做任何处理。当s3s2s1s0 =0001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74hc138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74ls160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（l2点亮）0010（l1l2点亮）0011（l1l2l3点亮）0100（异步清零）0000循环

20、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1hz方波，所以循环点亮这个过程所需要的时间约为1s*4。当s3s2s1s0=0010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74hc138对“010”译码为“11111011” 然后通过译码后的低电平通过一个非门控制计数器74ls160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（s2点亮）0010（s1s2点亮）0011（s1s2s3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

21、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s3s2s1s0=0011时候说明驾驶员是一个外行，紧急闪烁器起作用，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通过一个非门后与555时钟信号的脉冲相与来直接控制所有的尾灯闪烁。 当s3s2s1s0 =0100时汽车处于制动状态，当s3s2s1s0=0111时，汽车处于制动状态，且两个转弯开关均合上，所有六个灯均连续燃亮。下图4.4为汽车尾灯设计电路的整体电路图： 图4.4 整体电路图元器件清单：名称规格数量译码器sn74ls138n1

22、计数器dm74ls160am2555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若干单刀双掷开关4第五章 总结5.1 系统的优缺点优点：基本实现了汽车在运行时尾灯点亮方式的各种情况，且能灵活运行。该设计也让我们更加熟悉汽车尾灯得原理等等。缺点：由于在行车的时候都是用开关控制的，所以每一个开关应该有一个消除机械振动的装置，可以利用基本rs触发器来实现。但由于时间原因，设计中没有考虑这种情况。5.2 结束语通过这次课程设计，加强了我动手、思考和解决问题的能力.现在设计已经做好了,自己感觉还是比较好的，虽然花了很多的时间,但学到了很多东西.做毕业论文设计的时候,自己把数电的书本都看了几遍，增强了自己对知识的理解,很多以前不是很懂的问题现在都已经解决了。在大一的时候就学习了protel 99se电路设计和仿真，但到大三基本上都忘记了，经过这次的论文设计让我对它更加了解了。从开始做课程设计那天起,脑中天天都想着同样的问题,怎么去接线,怎么去把电路弄得更加简单,怎么别人更容易看懂.但似乎时间过得真的很快,我用了好几天才把它完全弄完,完成后,心里有一种说不出的高兴。回想着一个多月的论文设计，自己还是学到了很多东西，让