数电优秀课程设计汽车尾灯.docx

数电课程设计汽车尾灯

课 题 汽车尾灯控制器
专 业 电子信息工程
班 级 电子Z121班
姓 名 袁 涛 201202203031

2016年5月20日
目录
第1章 概述 3
第2章 方案论证 4
第3章 电路设计 6
3.1 时钟脉冲电路 6
3.2 开关控制电路 6
3.3 三进制计数器 7
3.4 译码、显示驱动电路 8
第5章 结论 10
第7章 课设体会及合理化建议 12
参考文献 13
附录I 总电路图 14
附录II 元器件清单 15

第1章 概述
汽车尾灯控制电路是很常见工作电路，在日常生活中有着很广泛应用。汽车行驶时，会出现正常行驶、左转弯、右转弯、刹车四种情况，针对这四种情况能够设计出汽车尾灯控制电路来表示这四种状态。
设计一个汽车尾灯控制电路，技术指标以下：
（1）假设汽车尾部左右两侧各有三个指示灯（用发光二极管模拟）；
（2）汽车正常运行时指示灯全灭；
（3）汽车左转弯时，左侧三个指示灯按左循环次序点亮；
（4）汽车右转弯时，右侧三个指示灯按右循环次序点亮；
（5）汽车刹车时，全部指示灯同时闪烁。

第2章 方案论证
方案一：
汽车尾灯控制电路关键由D触发器逻辑电路，左、右转控制电路、刹车控制电路组成。首先将脉冲信号CLK提供给D触发器逻辑电路。用三片D触发器设计一个逻辑电路能够产生001、010、100循环信号。将此信号作为左转、右转原始信号。设置左、右转控制开关。经过开关控制将左转、右转原始信号经过逻辑电路分别输出到左、右三个汽车尾灯上。这部分电路起电路分拣作用。设置刹车控制开关将脉冲信号CLK提供给刹车控制电路。当开关置为刹车信号时，分拣以后信号经过逻辑电路实现刹车时全部指示灯伴随时钟信号CLK全部闪烁功效。最终得到信号即可输出到发光二极管上，实现所需功效。
方案一原理框图图1所表示。

图1 方案一原理框图
方案二：
汽车尾灯控制电路关键由开关控制电路，三进制计数器，译码电路，显示、驱动电路组成。
因为汽车左、右转弯时，三个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器控制译码器电路次序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。首先，设置两个可控制开关，可产生00、01、10、11四种状态。开关置为00时，表示汽车处于正常运行状态。开关置为01时，表示汽车处于右转弯状态。开关置为10时，表示汽车处于左转弯状态。开关置为11时，表示汽车处于刹车状态。其次，设计电路实现所需达成功效。三进制计数器可用两片D触发器组成。译码电路可用3线—8线译码器74LS138和6个和非门组成。显示、驱动电路由6个发光二极管和6个反相器组成。
方案二原理框图图2所表示。

图2 方案二原理框图
最终方案为方案二。

第3章 电路设计

3.1 时钟脉冲电路
由555定时器组成多谐振荡器电路图3所表示。

图3 由555组成多谐振荡器
接通电源后，电容C1被充电，Vc上升，当Vc上升到2/3Vcc时，触发器被复位，
此时Vo为低电平，电容C1经过R10和T放电，使Vc下降。当Vc下降到1/3Vcc时，触发器又被复位，Vo翻转为高电平。周期 T=(R9+2R10) C1 Ln2≈0.7（R9+2R10）C1
3.2 开关控制电路
开关控制电路图4所表示。

图4 开关控制电路
电路经过控制开关A、B断开和闭合，实现正常行驶，左转弯，右转弯，刹车四种状态。
AB置为00状态时，表示汽车处于正常运行状态。
AB置为01状态时，表示汽车处于右转弯状态。
AB置为10状态时，表示汽车处于左转弯状态。
AB置为11状态时，表示汽车处于刹车状态。
3.3 三进制计数器
原理图图5所表示。

图5 三进制计数器原理框图
三进制计数器状态表如表1所表示。
表1 三进制计数器状态表

三进制计数器状态转换图图6所表示。

图6 三进制计数器状态转换图
本设计采取一片双JK触发器74LS76即可，结构简单，成本低，实现稳定。
3.4 译码、显示驱动电路
译码、显示驱动电路图7所表示

图7 译码、显示驱动电路
其显示驱动由6个发光二极管和6个反向器组成。译码电路由3线-8译码器74LS138和6个和非门（74LS00）组成。74LS138三个输入端A、B、C分别接Q0、Q1、S1，而Q0、Q1是三进制计数器输出端，当S1=0，使能信号A=G=1，计数器状态为00、01、10时，74LS138对应输出端Y0、Y1、Y2依次为0有效（Y3、Y4、Y5信号为“1”无效），即反向器G1-G3输出端也依次为0，故指示灯U25、U24、U22按次序点亮示意汽车左转弯。若上述条件不变，而S1=1，则74LS138对应输出端Y4、Y5、Y6依次为0有效，即反向器G4-G6输出端依次为0，故指示灯U27、U26、U23按次序点亮示意汽车右转弯。当G=0，A=1时，74LS138输入端全为1，G1-G6输出端也全为1，指示灯全灭。当G=0，A=CP时，指示灯随CP频率闪烁。

图8 正常行驶仿真结果

第5章 结论
电路关键特点是选择简单元器件，充足利用所学知识。经过仿真结果能够看出，符合任务书中所要求性能指标，完成所需功效。

第6章 性价比
本电路采取全部是简单且常见元器件，价格相对廉价，性能基础符合技术要求。适适用于对技术要求不是十分严格电路。所以，本电路性价比较高。

第7章 课设体会及合理化提议
这次总来说收获很大，但在独立设计过程中着实碰到了不少困难。比如开始时不知用什么逻辑器件使输出为001,010,100循环，以使指示灯按一定次序依次点亮，后经过和同学讨论最终使问题得到了处理，我想这也是最吸引我们地方，当真正投入时才发觉乐在其中。
一开始对软件不熟悉，刚进行上机设计时很不顺手，碰到不少麻烦，经过自己学习和老师指导，才完成了电路设计并成功进行了仿真。

参考文件
[1] 阎石主编. 数字电子技术. [M]北京：高等教育出版社，
[2] 刘修文主编. 实用电子电路测试和试验. [M]北京：中国电力出版社，
[3] 朱定华主编. 电子电路测试和试验. [M]北京：清华大学出版社，
[4] 路勇主编. 电子电路试验及仿真. [M]北京：北京交通大学出版社，
[5] 谢自美主编. 电子线路设计试验测试. [M]武汉：华中科技大学出版社，

附录I 总电路图

附录II 元器件清单

序号
编号
名称
型号
数量
1
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8
电阻
200Ω
8
2
R9
电阻
100kΩ
1
3
R10
电阻
50kΩ
1
4
U22、U23、U24、U25、U26、U27
发光二极管
Φ5
6
5
U1A、U2B
JK触发器
74LS76
2
6
U7A、U15A、U16A、U17A、U18A、U19A、U20A
非门
74LS04
7
7
U5A、U6A、U9A、U10A、U11A、U12A、U13A、U14A
和非门
74LS00
8
8
U8A
和非门
74LS10
1
9
J1、J2
开关
SPST
2
10
U21
555计时器
LM555CM
1
11
U3
译码器
74LS138
1
12
U4A
异或门
74LS136
1