毕业论文-车汽尾灯控制电路设计课程设计.doc
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1、洛 阳 理 工 学 院 课 程 设 计 报 告汽车尾灯控制电路设计第1章 设计任务及要求1.1设计任务设计一个汽车尾灯控制电路,用六个发光二极管模拟汽车尾灯(左右各三个),用开关J1、J2选择控制汽车正常运行、右转弯、左转弯和刹车时尾灯的情况。1.2设计要求1、汽车正常运行时尾灯全部熄灭。2、汽车左转弯时左边的三个发光二极管按顺序循环点亮。3、汽车右转弯时右边的三个发光二极管按顺序循环点亮。4、汽车刹车时所有的指示灯随CP脉冲同时闪烁。设计要求具体见表1-1。表1-1 汽车尾灯显示状态变化表开关控制运行状态左转弯右转弯J1 J2左边尾灯D1 D2 D3右边尾灯D4 D5 D60 0正常运行灯灭
2、灯灭0 1右转弯灯灭按D4D5D6顺序循环点亮1 0左转弯按D1D2D3顺序循环点亮灯灭1 1临时刹车所有尾灯同时闪烁第2章 设计方案2.1 汽车尾灯设计要求 汽车行驶时有正常行驶、左转、右转和刹车四种情况,设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯(用发光二极管模拟)。1.汽车正常运行时指示灯全灭2.汽车右转弯时,右侧3个灯按右循环顺序点亮3.汽车左转弯时,左侧3个灯按左循环顺序点亮4.汽车临时刹车时所有指示灯同时闪烁2.2 设计原理及原理框图 汽车尾灯控制电路主要由开关控制电路,三进制计数器,译码、显示驱动电路组成。由于汽车左转或右转时,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顺序输出低
3、电平,从而控制尾灯按要求点亮。 首先,设置两个可控的开关,可产生00、01、10、11四种状态。 开关置为00状态时,汽车处于正常行驶状态; 开关置为01状态时,汽车处于右转弯的状态; 开关置为10状态时,汽车处于左转弯的状态; 开关置为11状态时,汽车处于刹车状态。三进制计数器可由J-K触发器构成;译码电路可用译码器74LS138和6个与非门构成;显示、驱动电路由6个发光二极管和6个反向器构成。原理图如2-1所示:脉冲发生电路三进制计数器 开关控制电路译码显示驱动电路图 2-1 原理框图第3章 电路设计3.1 译码、显示驱动电路 译码器是一种具有“翻译”功能的逻辑电路,这种电路能将输入二进制
4、代码的各种状态,按照其原意翻译成对应的输出信号。有一些译码器设有一个和多个使能控制输入端,又成为片选端,用来控制允许译码或禁止译码。74LS138是一种译码器 ,由于74LS138有3个输入端、8个输出端,所以,又称为3线8线译码器。三个输入端CBA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E1与E2均为0,且E1为1时,译码器处于工作状态,输出低电平。当译码器被禁止时,输出高电平。当一个选通端E1为高电平,另两个选通端E2和E3为低电平时,可将地址端A、B、C的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。比如:ABC=110时,则Y6输
5、出端有效,输出低电平信号。图3-1所示为74LS138的引脚图。图中A、B、C为译码地址输入端;E1、E2、E3三个端口为选通端;Y0Y7为译码输出端(低电平有效)。表3-1为3线8译码器74LS138的功能表。图3-1 74LS138的引脚图表3-1 74LS138的功能表使能端输 入输 出E3E2/E1ABC/Y0/Y1/Y2/Y3/Y4/Y5/Y6/Y7XHXXXHHHHHHHHLXXXXHHHHHHHHHLLLLLHHHHHHHHLLLHHLHHHHHHHLLHLHHLHHHHHHLLHHHHHLHHHHHLHLLHHHHLHHHHLHLHHHHHHLHHHLHHLHHHHHHLHHL
6、HHHHHHHHHHL表中H表示高电平,L表示低电平。在本次设计中,通过控制3线8线译码器74LS138的输出端有效(低电平)输出,选择性点亮发光二级管。译码与驱动显示电路采用74LS138、六个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S0、Q1、Q0,当S1=1,S0=0时,使能端信号A=G=1,计数器的状态为00、01、10时,译码器对应输出端Y0、Y1、Y2依次为低电平有效,经与非门及使得与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S1=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,
7、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。其译码显示驱动电路图如图3-2所示:图3-2译码、显示驱动电路图3.2 J-K触发器JK触发器是数字电路触发器中的一种电路单元。JK触发器具有置0、置1、保持和翻转功能,在各类集成触发器中,JK触发器的功能最为齐全。在实际应用中,它不仅有很强的通用性,而且能灵活地转换其他类型的触发器。由JK触发器可以构成D触发器和T触发器。图3-3为JK触发器的逻辑符号。JK触发器的状态方程为: 这里表示现态,表示次态。现态表示时钟脉冲来到之前的触发器的输出状态
8、,次态表示时钟脉冲来到之后的状态10-11。图3-3 JK触发器逻辑符号1、钟控JK触发器的电路如图3-4所示,门G1和G2构成基本RS触发器,门G3和G4构成触发器引导电路。图3-4 钟控JK触发器电路图当CP=0使,触发器的状态保持不变。当CP=1时,触发器接受输入激励,发生状态转移。根据基本触发器的状态方程 可以得到当CP=1时 2、主从型JK触发器电路图如图3-5所示。它由两个可控RS触发器串联组成,分别称为主触发器和从触发器。J和K是信号输入端。时钟CP控制主触发器和从触发器的翻转。图3-5 主从JK触发器当CP=0时,主触发器状态不变,从触发器输出状态与主触发器的输出状态相同。当C
9、P=1时,输入J、K影响主触发器,而从触发器状态不变。当CP从1变成0时,主触发器的状态传送到从触发器,即主从触发器是在CP下降沿到来时才使触发器翻转的。下面分四种情况来分析主从型JK触发器的逻辑功能。(1) J=l,K=l设时钟脉冲到来之前(CP=0)触发器的初始状态为0。这时主触发器的R=K,Q=0;S=J,时钟脉冲到来后(CP=l),主触发器翻转成1态。当CP从1下跳为0时,主触发器状态不变,从触发器的R=0,S=1,它也翻转成1态。反之,设触发器的初始状态为1。可以同样分析,主、从触发器都翻转成0态。可见,JK触发器在J=1,K=1的情况下,来一个时钟脉冲就翻转一次,即,具有计数功能。
10、(2) J=0,K=0设触发器的初始状态为0,当CP=1时,由于主触发器的R=0,S=0,它的状态保持不变。当CP下跳时,由于从触发器的R=1,S=0,它的输出为0态,即触发器保持0态不变。如果初始状态为1,触发器亦保持1态不变。(3) J=1,K=0设触发器的初始状态为0。当CP=l时,由于主触发器的R=0,S=1,它翻转成1态。当CP下跳时,由于从触发器的R=0,S=1。也翻转成1态。如果触发器的初始状态为1,当CP=1时,由于主触发器的R=0,S=0,它保持原态不变;在CP从1下跳为0时,由于从触发器的R=0,S=1,也保持1态。(4) J=0,K=1设触发器的初始状态为1态。当CP=1
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