汽车尾灯控制电路试验报告新

1、数字电子技术课程设计报告汽车尾灯控制器学生姓名：金绍康 李垢凯 汪涛方封淋梁宏棒潘强华指导教师：曹喜珠所在系：电子工程系所学专业：电子信息工程年 级：2013级2015 年6 月摘要该课程设计主要介绍了利用数字电路知识来完成汽车尾灯控制电路设计的 方法。本设计主要解决如何用数字逻辑电路控制汽车尾灯的左转、右转、刹车等 功能。通过设计汽车尾灯显示控制电路，能很好的综合运用我们所学到数字电子 技术基础和模拟电子技术基础知识，它的主要特点是电路简单易懂，防干扰能力 强。本设计主要由五部分组成，包括开关控制电路、信号发生电路、译码控制 电路、计数电路、显示驱动电路，通过尾灯的亮灭情况可以清楚的告知行人

2、它将 要发生的动态变化，从而避免了交通事故的发生。【关键词】数字电路尾灯设计第一章组员信息及分工3第二章设计目的3第三章设计任务3第四章设计思路3时钟信号源CLK设计3主电路设计分析3第五章 主要芯片功能介绍555 5定时器5555定时器的电路结构与功能 55. 1.2 定时器芯片的引脚功能774LS138译码器774LS161计数器8基本逻辑门芯片9数码管的显示9第六章电路设计框图10第七章电路仿真图10左右转弯仿真电路 11汽车刹车控制电路11总体电路12第八章课程设计体会13参考文献 14附件15第一章、设计目的1. 了解汽车尾灯控制电路的工作原理；2. 熟悉单片机与常用芯片的使用，掌握

3、时序逻辑电路和组合逻辑电路的分析方 法，培养设计能力。第二章、设计任务1. 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：汽车正常运行时指示灯全灭；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。2. 给出设计方案，阐述基本原理。3. 给出总体电路原理图。4. 给出测试结果。第三章、设计思路时钟信号源CLK设计：由于汽车尾灯的点亮是给人传达不同的信息表示汽车即将要发生的动作，所以尾灯在闪烁时不能超过某一频率，也不能过小，利用电路仿真反复试验最 终采用555定时器来产生频率为的脉冲信号，然后

4、通过74161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，以此来达到尾灯不同形式点亮的要 求。主电路设计分析：电路设计时将汽车尾灯正常运行、左转弯、右转弯和刹车的四个状态分别 由开关SO、S1和S2来表示，这三个开关分别作为74HC138的输入A、B、C, 开关闭合即输入为1,逻辑功能表如下：表一汽车尾灯和汽车尾灯状态表开关控制运行状态左尾灯L1L2L3右尾灯L4L5L6S2S1so000正常运行灯灭灯灭001右转灯灭按L4L5L6顺 序循环点亮010左转按L1L2L3顺 序循环点亮（灯灭100刹车所有尾灯同时闪烁对表一内容分析如下:1. 汽车正常运行时：当开关S0S1S2都打开，表

5、示汽车处于正常运行，此时S2SlS0=000时，74LS138 输出为，发光二极管都不亮；2. 汽车右转时：当开关S1闭合，表示汽车右转，此时S2SlS0=0010, 74LS138的输出状态 为，/Y1有效，通过基本门电路后将该有效信号送到74161的ENT、ENP两端，使 计数器对CP信号按照8421编码进行加法计数，其计数范围为0000 （全灭） 0001-Hrk 亮）0010 442 亮） 0011 *2L3 亮）0100 （异歩清零）0000所以删汽车右面三个灯按照LIL1L2L1L2L3 全灭 一L1由此完成右转弯时按右循环点亮的这个过程。3. 汽车左转时:当开关SO闭合，表示汽车

6、左转，此时S2SlS0=0001, 74LS138的输出状态 为，/Y2有效，通过基本门电路后将该有效信号送到74161的ENT、ENP两端，使 计数器对CP信号按照8421编码进行加法计数，其计数范围为0000 （全灭） 0001 吨） 0010宀任5亮）0011化枪5L6亮） 0100 （异涉清零）0000所以业册汽车右面三个灯按照L4 L4L5L4L5L6 全灭一L4由此完成左转弯时按左循环点亮的这个过程。4. 汽车刹车时：当开关S2闭合时，表示汽车刹车，此时S2SlS0=0100,74LS138的输出的状 态为为，此时/Y4有效，在设计刹车电路时，考虑到其点亮的方式和左右转弯的 不同，

7、希望各个开关独立控制，所以利用另外一片74161计数器控制，计数范围 0000 （全灭） 0004-4亮） 0010步清零） 0000由此来完 成刹车时同时闪烁这一过程。用LI、L2、L3、L4、L5、L6分别表示二极管的输出，则各个发光二极管的亮 灭情况和计数器之间的关系如下：表二 Q2Q1Q0与L1L2L3L4L5L6真值表如下74LS161计数器S0=l左转时S1二0右转时Q2Q1Q0L4L5L6L1L2L3000000000001100100010110110011111111100000000再联合刹车时灯的状态可以得到一系列的逻辑表达式，继而逐步实现其功能。第四章、主要芯片功能介绍

8、555定时器555定时器的电路结构与功能555定时器有两个比较器C1和C2各有一个输入端连接到三个电阻R组成 的分压器上，比较器的输出接到RS触发器上。此外还有输出级和放电管，输出 级的驱动电流可达200mA, 555定时器构成的多谐振荡器多谐振荡器又称为无 稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。在电路处于某一 暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自 行相互转换而输出一系列矩形波，所以多谐振荡器可用作方波发生器。 由555定时器构成的多谐振荡器的输出频率为：Tl=(R1+R2) Cln(Vcc-Vt-)/(VccVt+)=(R1+R2)Cln2T2=R2C

9、ln(0-Vt+)/(0-Vt-)=R2Cln2故电路的震荡周期为T=Tl+T2=(Rl+2R2)Cln2F=(R1+2R2)C1)在该设计中其555定时器各元件参数如下：Rl=750Q, R2=,Cl=C2=100uF,根据计算则周期约为，如下为输出波形和其仿真 电路：图一 555定时器产生的信号图二 555信号产生电路由图一可知555定时器产生的波形并不是标准的方波信号，但在该设计中， 因为74LS161在对外部信号计数时只对输入信号的上升沿进行计数，所以并不影 响结果的产生4.1.2时器芯片的引脚功能1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。8脚：外接电源VCC,双极型时基电路VC

10、C的范围是 16V, CMOS型时基电路VCC的范围为3 18V。一般用5V03脚：输出端Vo2脚：低触发端TL6脚：高触发端TH4脚：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH处于 何电平，时基电路输出为0,该端不用时应接高电平。5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电 压，当该端不用时，应将该端串入一只UF电容接地，以防引入干扰。7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。74LS138译码器74LS138译码器说明：74HC138是集成3线一8线译码器,外引脚功能端排 列如图，El、E2、E3是三个输入显示控制端，当E3=

11、0或者El+E2=l时，译码器 被禁止，译码器的输出端Y0、Y7全为1；只有当E1二1、E2+E3二0时，译码器才正 常运行，完成译码工作，当汽车右转时，即AB0010,则/Y2有效输出为低电平, 当汽车左转时，即ABC=100,则/Y1有效，输出为低电平，当汽车刹车时，即 ABC=001,则/Y4有效,输出为低电平。74LS161计数器5U1DOQOD1Q1D2Q2D3Q3RCOENPENTCLKLOADMR74LS161图四74LS161芯片上图为74LS161型四位同步二进制可预置计数器的外引线排列图及其逻辑符号，其中HR是直接清零端，LOAD是预置数控制端，AAAA是预置数据输入端,E

12、NP和ENT是计数控制端，是计数输出端，RCO是进位输出端。74LS161 型计数器的功能表如下表所示：表三 74LS161计数器清0预置控制时钟预置数据输入输出MRLOADENPENTCLKA3a2A.Ao2aa0XXXXXXXX000010XXtd3d2d.dod3d2d.do110XXXXXX保持11X0XXXXX保持1111tXXXX计数在该设计中主要用到74LS161的计数和异步清零两个功能，当ENP与ENT 都为1时，芯片开始按8421编码开始计数，当MR=O时，不管输入端为何值，当 CP出现了上升沿时,A0AlA2A3=0000e基本逻辑门芯片1A1U14VCC1AC1U 143

13、vcc1Y2136A匚213J4B2A3126Y1Y(:31234A2Y4115A2AC414Y3A5105Y2B匸6103B3Y694A2匸6913AGND784YGNDf7g23Y2.或门 74LS321.反相器74LS04四路两输入或门：1Y=1A+1B六路两输入非H： 1Y=/1A3.与门 74LS084.与非门74LS00CB A Y B AY V 4 4 4 3 3 34 3 2 10 9 8 .1 1u1 2 3 4 5 6 7 CD cccc A B Y A B Y D1 1 1 2 2 2 NGCVC4B4A4Y3B3A3Y四路两输入与门:1Y=1A 4B四路两输入与非门：1

14、Y=/(1A -IB)数码管的显示共阴极数码管是髙电平有效，即ah接1时发光二极管亮，共阳极数码管是低电平有效，即ah接0时发光二极管亮，在该设计中采用共阳级搂法，以 下是工作原理图：*共阳极第五章、电路设计框图开关so控制 左转弯开关si控制 右转弯开关S2控制 刹车第六章、，电路仿真图左右转弯仿真电路汽车刹车控制电路总体电路 . -VCO -8urBub15 第八章、课程设计体会数字逻辑是电子信息科学与技术学生必修的一门专业基础课，我们进行数 字电子课程设计是我们利用理论去联系实际的最好途径，而且我们还将书本上 的知识利用到实际的分析解决问题中去，这样使我们更加牢固的掌握分析与设 计的基本

15、知识与理论，更加熟悉的各种不同规模的逻辑器件，掌握逻辑电路分 析和设计的基本方法，为以后的学习奠定基础。通过为期两周的课程设计，基本完成了本次设计的设计要求：汽车运行时 指示灯全灭，汽车右转弯时，右侧的3个等按右循环顺序点亮，汽车左转弯时, 左侧的3个灯按左循环顺序点亮，汽车临时刹车时所有的指示灯同时闪烁。从 一开始选好题目接受任务，后着手建立设计框图，再到书上和网上查阅相关资 料，确定电路图的到最后制作成型，每一步都必须认真仔细。虽然一开始不是 很顺利，不能实现技术功能，但在上网查阅资料、问老师、小组讨论和多次修 正后，终于实现了课程设计任务的全部功能。除了在设计电路和仿真时遇到的问题之外，

16、在实际的电路焊接中也困难重 重，焊接时需要我们认真、细心加耐心，线路全部焊接成功功能也未必实现， 这就要求我们不能灰心，用万用表一个一个引脚的测试，仿真的实现不一定就 能说明你的实际的电路可以实现。经过我们共同的努力，最终得以完成课程任 务。本次课程设计汽车尾灯让我们能更加深入的了解许多芯片的接法以及功能 表，设计了译码控制电路，十六进制计数器，开关控制发光二极管等，将各部 分组成起来设计成为汽车尾灯控制电路。而且通过本次课程设计，使我们更加 扎实的掌握了有关数字集成芯片应用方面的只是，虽然在设计中遇到了一些棘 手的问题，但经过小组成员仔细的思考，仔细的检查终于找出问题所在，同时 也暴露出了前

17、期我们在这一方面的只是的欠缺和经验不足。鉴于此，我相信我 们会更加努力的学习来充实自己。对于我们本专业来讲，既有像单片机那方面的软件编程，又有像数字电路 的实验，在这之前我们本身倾向于软件些，通过这次的设计，让我们更全面的 认识了数字电路，了解了它的的重要性并产生了浓厚的兴趣。本次课程实际不仅培养了我们科学严谨的学习态度和认真思考、勤于动手 的能力，而且还培养了我们的团队合作精神。让我们意识到团结就是力量，只 有互相之间默契融洽的配合才能换来最终的成功。相信这次课程设计之后，我 们的理论知识和动手能力都会有一个质的飞跃，也为今后的实践与理论课程的 学习打下基础。参考文献1. 余梦尝 数字电子技术基础简明教程(第三版)髙等教育出版社2. 刘雅坤、泠刘伟 汽车尾灯智能控制电路设计【J1 2011 (5)3.杨德印、赵瑞娇AD8240控制汽车尾灯和刹车灯【J】电子报2011 (1)5. 李党娟、吴慎将 基于AT89S52单片机的汽车尾灯控制器设计【J】国外 电子测量技术2010 (8)6. 赵家松、严伟榆 基于MultisimlO的汽车尾灯控制电路设计与仿真【J】 苏州大学学报(工科版)2011 (1)附件:表四电路设计元件清单名称规格数量译码器74LS1381个计数器74LS1612个555定时器NE5551个电阻750 Q, ,200Q若干个电容100uF2个与门芯片74