电子技术课程综合设计——汽车尾灯控制电路设计

1、实习（设计）报告实习（设计）科目 电子技术综合课程设计实习实习（设计）地点实习（设计）时间 实习(设计) 科目电子技术综合课程设计实习实习姓 名职务所在部门设计电气工程学院电气工程学院指导电气工程学院教师电气工程学院实习 设计 小组 成员成员实习设计要求(1) 对该课程必须有认真的态度，设计实习期间必须保证出勤。(2) 必须有刻苦钻研精神，认真完成设计实习任务。(3) 遵守实验室的各项规章制度。不按规程使用仪器仪表，造成损坏或丢失的，应按价赔偿。实习设计任务（1）组装一台测量电动机转速表；（2） 设计一个综合电子系统（要求至少用到三个以上芯片）（自选）；（3）用Multisim软件对设计的电路

2、进行仿真验证；（4）设计实习结束后编写完整的实习设计报告。第一篇电子技术课程综合设计汽车尾灯控制电路设计摘要：当今生活节奏快，交通拥挤，导致交通事故频繁发生，其中汽车追尾 事件在交通事故中所占比重较大。追尾事件的发生主要是由于司机无法把 握前方车辆的运行状态导致的，而汽车尾灯控制电路的产生，恰好有利于 缓解这一状况。通过对尾灯的控制，体现汽车在公路上的行驶状态，即汽车正常行驶、 右转弯、左转弯、临时刹车时，是四个不同的表现状态。汽车尾灯显示控 制电路通过提醒其他司机周围正有车辆进行转弯、刹车操作，来达到减少 交通事故发生的目的，对于减少交通事故具有一定的意义。汽车尾灯显示控制电路是汽车尾灯显示

3、电路的重要组成部分，主要完 成控制与驱动功能具体电路由三进制计数器电路、汽车行驶状态开关控制 电路和汽车状态显示电路三部分组成。1绪论 11.1 汽车尾灯设计的意义 11.2汽车尾灯主要研究任务及内容 12汽车尾灯课程设计过程描述 22.1描述主要的设计思路 22.2汽车尾灯总体设计方案方框图 32.3汽车尾灯各部分电路设计 33汽车尾灯整机电路图设计 93.1 整机电路图 93.2器件清单 104仿真结果 105总结与体会 126参考文献 121 绪论1.1汽车尾灯控制电路设计的意义当今生活节奏快，交通拥挤，导致交通事故频繁发生，其中汽车追尾 事件在交通事故中所占比重较大。追尾事件的发生主要

4、是由于司机无法把 握前方车辆的运行状态导致的，而汽车尾灯控制电路的产生，恰好有利于 缓解这一状况。本文根据实际情况设计了汽车尾灯控制系统，这样汽车在 进行刹车和转弯时能够提醒后方车辆，从而有效的减少交通事故数量。1.2汽车尾灯控制电路主要研究任务及内容设计任务主要是：运用所学的理论知识，设计模拟汽车尾灯控制通过 三进制的计数器和译码器的改用，以及显示驱动和开关控制的电路设计来 完成任务。设计通过发光二极管模拟汽车尾灯来实现了汽车在行驶时候的 四种情况：正常行驶、右转弯、左转弯、紧急刹车。设汽车尾部左右两侧各有 3个指示灯（用发光管模拟），要求是：（1 ）汽车正常行驶时，尾灯全部熄灭。（2）汽车

5、右转弯时，右侧 3个指示灯按右循顺序点亮。（3）汽车左转弯时，左侧 3个指示灯按左循顺序点亮。（4 ）汽车紧急刹车时，所有指示灯同时闪烁。（5）选择电路方案，完成对确定方案电路的设计。计算电路元件参数 与元件选择、并画出总体电路原理图，阐述基本原理。制作实际运行装置。 完成电路的设计，并进行仿真。2汽车尾灯课程设计过程描述2.1描述主要的设计思路设计构成一个控制汽车六个尾灯的电路，用六个指示灯模拟六个尾灯（汽车每侧三个灯），并用两个拨动式开关作为转弯信号源；一个开关用 于指示右转弯，一个开关用于指示左转弯，如果两个开关都被接通，说明 驾驶员是一个外行，紧急闪烁器起作用。右转弯时三个右边的灯应动

6、作， 左边的灯则全灭，右边的灯，周期性明亮与暗，一周约需一秒，对于左转 弯，左边灯的操作应相类似；当紧急闪烁起作用时，六个尾灯大约以1Hz的频率一致地闪烁着亮与暗。同时，电路还用一个开关模拟脚踏制动器， 制动时，若转弯开关未合上（或错误地将两个开关均合上的情况）所有六个尾灯均连续亮，在转弯的情况下，三个转向的尾灯应正常动作，另三个 尾灯连续亮。另一个开关模拟停车，停车时，全部尾灯亮度为正常的一半。开关控制运行状态左转弯右转弯soS1左边尾灯D1 D2 D3右边尾灯D4 D5 D600正常运行灯火灯火10右转弯灯火按 D4 D5 D6顺序循环亮01左转弯按 D1 D2 D3顺序循环亮灯火11紧急

7、刹车所有尾灯冋时闪汽车尾灯显示状态变化表2.2汽车尾灯总体设计方案方框图尾 灯 电 路译码器LED显示、驱动电路三进制计数器2.3汽车尾灯各部分电路设计多谐振荡电路6VCC1 RST2DIS3THR4TRIUTk5CON8 cur7GND图2.3.11555定时器管脚图各引脚功能；1脚：是直接清零端。当端接低电平时基电路不工作，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。2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。3脚：TH高触发端。4脚：低触发端。5脚：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0.0

8、1卩F电容接地，以防引入干扰。6脚：外接电源 VCG双极型时基电路 VCC的范围是 4.5V16V , CMOS 型时基电路 VCC的范围为 3V18V。7脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。8脚：输出端 VQ由于555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率稳定，不易受干扰。而且本次控制电路的设计中对脉冲精度要求不高，只要能实现可调即可。故 在该单元电路设计中选择采用555定时器构成多谐振荡器作为脉冲产生电路。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。多谐

9、振 荡器可用作方波发生器由555定时器构成的多谐振荡器如图 2-13所示，R1, R2和C1是外接 定时元件，电路中将高电平触发端（ THR和低电平触发端（TRI）并接后 接到R2和C1的连接处，将放电端（DIS）接R1, R2的连接处。由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器 C1两端电压UC为低电平，小于（1/3 ） Vcc,故高电平触发端与低电平触发端均为低电平， 输出端（OUT输出UO为高电平，放电管截止。这时，电源经R1，R2对电容C1充电，使电压 Uc按指数规律上升，当Uc上升到（2/3）Vcc时，输出Uo为低电平，放电管导通，把Uc从（1/3）Vcc上升到（2/3）Vcc这段时

10、间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间Tph的长短与电容的充电时间有关。充电时间常数为（R1+ R2） C1。由于放电管导通，电容C1通过电阻 R2和放电管放电，电路进人第二暂稳态其维持时间Tpl的长短与电容的放电时间有关，放电时间常数 随着C的放电，Uc不断下降，当Uc下降到（1/3 ） Vcc时，输出 Uo为高电平，放电管截止，Vcc再次对电容 C1充电，电路又翻转到第一暂稳态。可以理解，接通电源后，电路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输 出端可得矩形波。电路一旦起振后，Uc电压总是在（1/3Vcc 2/3Vcc ）。2.3.2 三进制计数器1CP1K1J1Sd/1Q1Q/2Q图三进制计数

11、器74LS112芯片管脚图GND74LS112是2JK触发器1脚是第一个触发器的时钟脉冲CP12脚是1K3脚是1J4脚是置位端，低电平有效（即4脚为低时输出位高）5脚为1Q6脚为1Q/7脚为第二个触发器的反输出2Q/8脚接地9脚为2Q10脚为第二个出发器的置位端，11 为 2J12为 2K,13为第二个触发器的时钟脉冲CP214为第二个触发器的复位端低电平有效（即 14脚为低时输出位低）15为第一个触发器的复位的16为电源VCC233开关控制电路ML5QQD74L 別 4DU也74LS00D741 510D图开关控制电路原理图2.3.4 LED 显示、驱动电路译码电路采用 74LS138、六个

12、与非门和六个反相器组成。74LS138的三个输入端C、B、A分别接入SO、Q1、Q0b当S1=1, S0=0时，使能端信号 A=G=1,计数器的状态为 00、01、10，译码器对应输出端 Y0、Y1、Y2依次为 低电平有效，经与非门即使得与 R3 R4、R5相连的指示灯D1D2D3按顺序循 环点亮，示意汽车左转弯。同理当S仁0, S0=0的时候指示灯 D4D5D6按顺序循环点亮，示意汽车右转弯。当G=0,A=1时，74LS138的输出端全为1,为高电平，此时指示灯全灭，示意汽车正常行驶。而当G=0,A=CP时，所有指示灯将随CP的频率循环闪烁，示意汽车紧急刹车。BlTOAYLC¥：

13、¥1飢止SBY« YTJU10A=o=c>lf13Ac>LSOODUI4Af>Ml SWDLF15Ami soonUEA/4L514B741 504D USA3汽车尾灯整机电路图设计3.1整机电路图IFD1K你?KKLED4LEDSLEDb741 S(J4DR4Wr200QR5-Wv2000R«MA200QVDD图整机电路原理图3.2器件清单元件型号数量74LS112U1 U22555U3174LS100U6 U9 U23 U24 U25 U26U26 U27874LS136U5174LS138U41LEDLED1 LED2 LED3 LED4L

14、ED5 LED66开关SO S124仿真结果U32A沁和W)R1D JCM1Q.TtLhT Whr 矗 wa1 g'r*LSM) T4LWO y»Aui»4Q>: |> liifincO - - 74CHMD- UJTAU?iA'TH74$qMfl? .图4.1 SO S1 打开，正常行驶9WIJ«0O4Jl*+3SElFEJ4LS0JC74L41QO、,K*Hm.U1*VIA I :d±iXU1U4iriulFD4*XJ_LKStA:?<LW*D偌 7WUTA :.1J皿图4.2 SO闭合S1打开，右转弯U22A*.

15、74Lgi1tjD74LS11-口 二：二 H '2蓟負严g-ZODC1Wit g财：.R4IV- MXT4I4KHOwVDDU1M:. -5*:xT*Lain«ir4t|4W愦- LEDS ： : 书L _«丄 m 丁y 口?wn图4.3 SO打开S1闭合，左转弯图4.4 SO S1闭合，紧急刹车5总结与体会通过本次的课程设计，我体会到了学习不但要把书本知识学好，要得 弄懂东西还要自己勤翻书，上网查资料，要勤动脑，学会思考，可以从各 个方面去思考同一个问题，最重要的是要学会学以致用，把一个大的电路 分割成很多小模块后会比较好设计，设计起来会比较灵活，会有一个清晰 的思路。通过汽车尾灯控制电路的设计，使我了解到数字电路及其芯片的应用 面广，功能强大，使用方便，并且已经广泛地应用在各种机械设备和生