电动车尾灯控制电路的设计

1、 桂林电子科技大学信息科技学院数字逻辑电路实训报告学 号 0852200129 姓 名 郑乐涵 指导教师：易艺 齐庆堃 2011年1月10日实训题目：电动车尾灯控制电路的设计 1.整机设计1.1 设计要求1.1.1 设计任务设计并制作一个电动车尾灯控制电路。1.1.2 性能指标要求.用中规模集成芯片实现电动车尾灯控制电路的设计，假设电动车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二极管模拟）。.当电动车正常运行时，两侧的指示灯全灭。.当电动车刹车时，两侧指示灯同时闪烁（闪烁时间间隔为1S）。.当电动车右转弯时，右侧的3只指示灯按“100010001100”状态循环顺序点亮（每只指示灯闪亮时间为1S），

2、左侧的指示灯全灭。.当电灯车左转弯时，左侧的3只指示灯按“001010100001”状态循环顺序点亮（每只指示灯闪亮时间为1S），右侧的指示灯全灭。1.2 整机实现的基本原理及框图1.2.1 基本原理整个电路主要通过模3计数电路，74LS138译码电路，555定时器构成的多谐振荡电路来实现相应的功能。首先，通过555定时器构成的多谐振荡器产生频率为1HZ的秒冲信号，该脉冲信号用于提供给模3计数器和开关控制电路中的三输入与非门的输入信号。其中计数器采用74LS192芯片来实现模3的的计数产生00、01、10的循环信号，而拨码开关提供左转右转的信号。而译码电路是通过74LS138芯片来实现数据的输

3、出的，该输出是低电平，跟74LS10芯片的三输入与非门的输出（A）通过74LS08芯片的两输入与门来决定指示灯的亮与不亮。而74LS138芯片的工作与否决定于74LS86芯片的两输入异或的输出（E3），当E3输出为高电平，则该芯片正常工作；当E3输出为低电平，则该芯片不工作，输出全为高电平。1.2.2 总体框图表 电动车尾灯控制逻辑功能表开关控制电路S1 S074LS138芯片是否正常工作模3计数器Q1 Q0六个指示灯D3 D2 D1 D4 D5 D6电路实现功能0 0否0 00 11 00 0 0 0 0 0电动车正常运行（指示灯全灭）01是0 00 11 00 0 1 0 0 00 1 0

4、 0 0 01 0 0 0 0 0电动车左转弯右侧指示灯全灭1 0是0 00 11 00 0 0 1 0 00 0 0 0 1 00 0 0 0 0 1电动车右转弯左侧指示灯全灭1 1否0 00 11 0CP CP CP CP CP CP电动车刹车（指示灯同时闪烁）由上表得出总体框图，如图1所示。图1 电动车尾灯控制电路总体框图2各功能电路实现原理及电路设计：计数部分（移位功能）：通过一个模3的计算器（用芯片741S192来实现），采用复位法输出到译码器端(74LS138)，输出为三种状态00->01->10：脉冲产生部分：多谐振荡器没有稳态，但有两个暂稳态，电路不需要外加触发信号

5、，利用电源通过电阻向电容充电，以及电容通过电阻向输出端放电，使电路产生多谐振荡。在这次电路设计中实现产生时间间隔为1秒的上升沿脉冲，为了方便调脉冲除了R9（47K）固定电阻外，还加了50K的粗调电阻，通过调整电阻可以实现我们所想要的时间间隔。多谐振荡器如图：控制开关：拨码开关提供左转右转的信号，并且决定芯片74LS138工作与否。：电动车尾灯电路如上图所示，其显示驱动电路由6个发光二极管构成；译码电路由3-8线译码器74LS138和6个与门构成。74LS138的三个输入端C、B、A分别接S1、Q1、Q0，而Q1、Q0是三进制计数器的输出端。当S1=0、S0=1时，使能信号QC=A=1，计数器的

6、状态为00，01，10时，74LS138对应的输出端Y0，Y1，Y2依次为0有效（Y4，Y5，Y6信号为“1”无效），经与门后指示灯D1->D2->D3按顺序点亮示意电动车右转弯，若上述条件不变，而S1=1、S0=0时，则74LS138对应的输出端Y4，Y5，Y6依次为0有效，经与门后指示灯D4->D5->D6按顺序点亮，示意电动车左转弯。当QC=0，A=1时，74LS138的输出端全为1，与门的输出端也为1，指示灯全灭灯；当QC=0，A=CP时，指示灯随CP的频率变化而闪烁。3制作与调试过程3.1 制作过程3.1.1 电路原理图设计 启动Protel 99 SE电路原

7、理图编辑器 设置电路图图纸大小以及版面 在图纸上放置需要设计的元器件 对所放置的元器件进行布局布线 对布局布线后的元器件进行调整 产生ERC报表 保存文档并打印输出3.1.2 电路板布线 对有关元器件进行封装 创建网络表 规划电路板 装入网络表及元件封装 元件的布局 自动布局 手工调整 生成PCB报表 文件的保存3.1.3 电路板的印制 打印PCB图 根据PCB图打印板 腐蚀、打孔 涂上松香，防止板子的铜被氧化 把元器件焊接上去3.2调试过程 检查了电路板相关器件是否正确焊接 用万用表测试电路板路线是否短路、虚焊 检查后无误时将芯片装上去，板子上电，观察相应功能是否都实现 3.3电路测试将板子

8、的电源接口端接上5V的电源，板子上面的开关控制车尾灯的状态，通过开关上下拨动，看是否实现车尾灯的左移，右移，刹车，正常行驶相应的功能。假如不正常的话，应该查原理图及PCB，看是否布线错误还是焊接时出现虚焊，还有看看元器件是否焊接准确等等。 4电路测试4.1 测试仪器与设备5V的电源，锡条，螺丝刀，万用表，接线两条4.2 指标测试当电动车刹车时，发光二极管闪烁，且时间间隔为1S当电动车正常行驶时，发光二极管全灭当电动车左转和右转时，发光二极管的灯左移和右移4.3 误差分析由于添加了50K的滑动变阻器，产生1S的脉冲，需要约17.8K的电阻，但通过手动滑动是不怎么精确的。还有，74LS138具有延

9、迟时间，这导致了，在左移、右移的过程中脉冲一555产生的脉冲不一致，还有74LS192具有中断计数功能，所以当改变拨码开关是有时候并不是从第一个开始亮的。再有就是电阻值达不到准确值，这也是可能导致信号延迟误差产生5实训心得体会为时两个星期的数电实训终于落下帷幕了，在这次实训中我受益匪浅，学到了许多平常课本上学习不到的实践知识。刚开始画原理图时可以说是信手拈来，不一会功夫便完成了，不过经过ERC电气检查时却发现有6个错误，反复查来查去都没找出与老师发的原理图不同之处，后来问了同学后才知道原来那6个错误可以被允许的。接下来便是画PCB图了，因为有7块芯片，所以在排列器件的时候我浪费比较长的时间，到

10、最后还是有11条跳线，看着别人才几根跳线只能感叹自己火候还不到家。到最后检查PCB图时发现那几块芯片全都没有接入+5V电源，转回去看原理图是才发现在电源那里我忘记加上VCC了，导致几块芯片的电源都是VCC而不是+5V。之后再重新检查了一遍，全部都没有任何问题，接下来便是做板了。因为之前有了模电实训的经验，所以在做板的过程并没有出现过任何问题。最后便是调试电路了，在接入电源时，我心里非常激动，但同时又伴随着些许的害怕，害怕等下出不来结果，一切的努力都降付诸一炬。不过一切还是朝着预期的目标前进，二极管随着车尾灯的原理有规律地跳动起来，不过有一个灯不亮，经检查才发现有些管脚出现了虚焊，经过加工后一切

11、都表现得很完美。这次实训是我获得了许多实践知识，更多的是让我培养了个人的动手能力，希望以后有更多这样的实训来锻炼我们的能力，使我们不再只是一个只会理论知识的“书呆子”，而是一个全面发展的“十”字形人才。 6参考文献 谢自美电子线路设计·实验·测试（第二版）武汉：华中科技大学出版社，2000. 阎石编著.数字电子技术基础（第四版）M.北京：高等教育出版社,1998. 江国强编著.新编数字逻辑电路M. 北京：北京邮电大学出版社,2006. 江国强、蒋艳红编著.现代数字逻辑电路实验指导M.北京：电子工业出版社,2003. 中国集成电路大全编写委员会.中国集成电路大全：TTL集成电路.北京：国防工业出版社，1985.附录：附录1：