汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì) 電子課程設(shè)計(jì)報(bào)告

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1、 湖北民族學(xué)院信息工程學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 題目: 汽 車 尾 燈 控 制 電 路 設(shè) 計(jì) 課 程：電子線路課程設(shè)計(jì) 專 業(yè)：電子信息科學(xué)與技術(shù) 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2012 年 12 月 6 日 信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 專業(yè)（班級(jí)） 電子信息科學(xué)與技術(shù)（

2、） 設(shè)計(jì)題目 汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì) 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 參 數(shù) 高電平時(shí)間tph 低電平時(shí)間tpl 占空比D 脈沖頻率f 設(shè) 計(jì) 要 求 假設(shè)汽車尾部左右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈 1、 汽車正常運(yùn)行時(shí)指示燈全滅 2、 右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)三個(gè)指示燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮 3、 左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)三個(gè)指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮 4、 臨時(shí)剎車時(shí)所有指示燈同時(shí)閃爍，且警示紅燈也跟著閃爍 參 考 資 料 [1]康華光，陳大欽. 電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分（第五版）［M]. 北京：高等教育出版社，2005 [2]謝自美.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試（第三版）[M].武漢：華中科技大

3、學(xué)出版社，2005 [3]馬建國(guó).電子系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].高等教育出版社，2003 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 專業(yè)（班級(jí)）:電子信息科學(xué)與技術(shù) 課程設(shè)計(jì)題目： 汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì)

4、 成績(jī)： 指導(dǎo)教師： 楊慶老師 2012年 12 月6 日 信息工程系課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表 汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì) 摘要：本電路是由開關(guān)控制電路，顯示驅(qū)動(dòng)電路，譯碼電路，脈沖產(chǎn)生電路和三進(jìn)制計(jì)數(shù)器五部分組成。由開關(guān)控制汽車的運(yùn)行狀態(tài)，再通過指示燈顯示出來(lái)。譯碼電路是由3-8線譯碼器74LS138和六個(gè)非門構(gòu)成的。三進(jìn)制計(jì)

5、數(shù)器則由雙JK觸發(fā)器75LS76構(gòu)成。脈沖電路是由555定時(shí)器組成的。脈沖電路為三進(jìn)制計(jì)數(shù)器提供時(shí)鐘信號(hào)，驅(qū)動(dòng)其循環(huán)輸出三個(gè)狀態(tài)，再和S1一起作為譯碼器的三個(gè)輸入，進(jìn)而得到相應(yīng)的輸出，最后和S2狀態(tài)一起控制指示燈的亮滅，從而可以在顯示驅(qū)動(dòng)電路中看出汽車的運(yùn)行狀態(tài)。 關(guān)鍵詞：3-8線譯碼器74LS138、JK觸發(fā)器75LS76、555定時(shí)器、開關(guān)控制電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈沖產(chǎn)生電路、三進(jìn)制計(jì)數(shù)器 目 錄 1任務(wù)提出與方案論證················

6、········ 1.1 三進(jìn)制計(jì)數(shù)電路·············································· 1.2脈沖產(chǎn)生電路···················································· 2 總體設(shè)計(jì)························································ 2.1尾燈與汽車的運(yùn)行狀態(tài)··································· 2.2總體框圖設(shè)計(jì)·········································

7、·········· 3 詳細(xì)設(shè)計(jì)及仿真································· 3.三進(jìn)制計(jì)數(shù)器····················································· 3.汽車尾燈電路模塊················································· 3.開關(guān)控制電路····················································· 3.脈沖產(chǎn)生電路·············································

8、········ 4 總結(jié)······························································· 參考文獻(xiàn)····························································· 1 任務(wù)提出與方案論證 1.1 三進(jìn)制計(jì)數(shù)電路 方案一：由D觸發(fā)器構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器； 兩個(gè)D觸發(fā)器可由一片雙D觸發(fā)器74LS74芯片實(shí)現(xiàn)，以及74LS00與非門和74LS04非門來(lái)實(shí)現(xiàn)此

9、電路。 方案二：由J-K觸發(fā)器構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器； 由于方案二中只需采用一片雙J-K觸發(fā)器74LS76芯片即可，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，而方案一需要三個(gè)芯片（至少兩個(gè)），成本較高，所以選用方案二。 1.2脈沖產(chǎn)生電路 方案一：石英晶體振蕩器； ??? 此電路的振蕩頻率僅取決于石英晶體的串聯(lián)諧振頻率fs，而與電路中的R、C的值無(wú)關(guān)。所以此電路能夠得到頻率穩(wěn)定性極高的脈沖波形，它的缺點(diǎn)就是頻率不能調(diào)節(jié)，而且頻帶窄，不能用于寬帶濾波。 方案二：由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器； ??? 由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。由于555定時(shí)器內(nèi)部的比較器靈敏度高，輸出驅(qū)動(dòng)電流大，功能

10、靈活，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓和溫度的影響很小。由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器的振蕩頻率穩(wěn)定，不易受干擾。 由于汽車尾燈的點(diǎn)亮是給人的不同的信息及該車將要發(fā)生的動(dòng)作，所以汽車的尾燈在閃爍的時(shí)候不能超過一定的頻率，但是頻率也不能太小，故選用方案二。用555定時(shí)器設(shè)計(jì)的一個(gè)脈沖產(chǎn)生源，占空比約為50%。它產(chǎn)生的頻率f約為2HZ，然后通過計(jì)數(shù)器就能控制汽車尾燈在循環(huán)點(diǎn)亮的時(shí)候時(shí)間間隔約為0.5s，這樣就能讓人很清楚地明白該汽車的動(dòng)作以及采取相應(yīng)的動(dòng)作從而避免交通事故的發(fā)生。 故選用方案二

11、 2 總體設(shè)計(jì) 2.1尾燈與汽車的運(yùn)行狀態(tài) 尾燈與汽車的運(yùn)行狀態(tài)可由表一表示： 表一 尾燈與汽車的運(yùn)行狀態(tài) 開關(guān)控制 運(yùn)行狀態(tài) 左尾燈 右尾燈 S1 S0 D4D5D6 D1D2D3 0 0 正常運(yùn)行 燈滅 燈滅 0 1 右轉(zhuǎn)彎 燈滅 按 D1D2D3順序循環(huán)點(diǎn)亮 1 0 左轉(zhuǎn)彎 按 D4D5D6順序循環(huán)點(diǎn)亮 燈滅 1 1 臨時(shí)剎車 所有的尾燈及紅色警示燈隨時(shí)鐘CP同時(shí)閃爍 2.

12、2總體框圖設(shè)計(jì) 由于汽車左右轉(zhuǎn)彎時(shí)，3個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼器電路順序輸出低電平，從而控制尾燈按要求點(diǎn)亮。由此得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下，各指示燈與給定條（S1,S0,CP,Q1，Q0）的關(guān)系，即邏輯功能表如表二所示（表中0表示燈滅狀態(tài)，1表示燈亮狀態(tài)）。 表二 汽車尾燈控制邏輯功能表 開關(guān)控制 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器 6個(gè)指示燈 S1 S0 Q1 Q0 D6 D5 D4 D1 D2 D3 0 0 * * 0 0 0

13、 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 * * CP CP CP CP

14、CP CP 由表二可畫出其總體框圖如圖1所示： 尾燈電路 顯示、驅(qū)動(dòng)電路 開關(guān)控制電路 譯碼電路 脈沖產(chǎn)生電路 S1 S0 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器 圖1 汽車尾燈控制電路原理框圖 其整體設(shè)計(jì)的電路圖如圖2所示： 圖2整體電路圖 3 詳細(xì)設(shè)計(jì)及仿真 3.1三進(jìn)制計(jì)數(shù)器 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路圖如圖3所示： 圖3三進(jìn)制計(jì)數(shù)器

15、三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路可由雙JK觸發(fā)器74LS76構(gòu)成。 其原理分析如下： JK觸發(fā)器的特征方程為： 由電路圖可知： 則得 則得 由以上所得公式可得三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表如表三所示： 現(xiàn)態(tài) 次態(tài) Q1 Q0 Q1 Q0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 表三 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表 則其狀態(tài)圖如下圖所示： 0 0 0 1 1 0 即構(gòu)成了三進(jìn)制計(jì)數(shù)器。 3.2汽車尾燈電路模塊 汽車尾燈電路如圖4所示：

16、 圖4汽車尾燈電路 其顯示驅(qū)動(dòng)電路由六個(gè)發(fā)光二極管管和六個(gè)反相器構(gòu)成；譯碼電路由3-8線譯碼器74LS138和六個(gè)與非門構(gòu)成。74LS138的三個(gè)輸入端A2、A1、A0分別接S1、Q1、Q0，而Q1Q0是三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出端。當(dāng)S1=0、使能信號(hào)A=G=1，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為00，01，10時(shí)，74S138對(duì)應(yīng)的輸出端依次為0有效（信號(hào)為“1”無(wú)效），即反相器G1~G3的輸出端也依次為0，故指示燈按順序點(diǎn)亮示意汽車右轉(zhuǎn)彎。若上述條件不變，而S1=1，則74LS138對(duì)應(yīng)的輸出端依次為0有效，即反相器G4~G6的輸出端依次為0，故指示燈暗順序點(diǎn)亮，示意汽車左轉(zhuǎn)彎。當(dāng)G=

17、0，A=1時(shí)，74LS138的輸出端全為1，G6~G1的輸出端也全為1，指示燈全滅燈；當(dāng)G=0,A=CP時(shí)，指示燈隨CP的頻率變化而閃爍。 3.3開關(guān)控制電路 開關(guān)控制電路如圖5所示： 圖5開關(guān)控制電路 原理分析： 設(shè)74LS138和顯示驅(qū)動(dòng)電路的使能端信號(hào)分別為G和A，根據(jù)總體邏輯功能表分析及組合得G、A與給定條件（S1、S0、CP）的真值表，如表四所示。 表四S1、S0、CP與G、A邏輯功能表 開關(guān)控制 CP 使能信號(hào) S1 S0

18、 G A 0 0 * 0 1 0 1 * 1 1 1 0 * 1 1 1 1 CP 0 CP 由表四經(jīng)過整理得邏輯表達(dá)式為 由上式即可得如仿真所示的開關(guān)控制電路。 3.4脈沖產(chǎn)生電路 脈沖產(chǎn)生電路如圖6所示： 圖6 脈沖產(chǎn)生電

19、路 其高電平時(shí)間為： 低電平時(shí)間為： 占空比: 仿真結(jié)果如下： 右轉(zhuǎn)彎：S1關(guān)閉，S0打開 左轉(zhuǎn)彎：S1打開，S0關(guān)閉 臨時(shí)剎車：S1打開，S0打開 4 總結(jié) 通過此次的課程設(shè)計(jì)，使我了解到了我們進(jìn)行數(shù)字邏輯課程設(shè)計(jì)是我們理論聯(lián)系實(shí)際的最好的途徑，將書本上的知識(shí)利用到實(shí)際的分析解決問題中去，這樣使我們更加牢固的掌握分析與設(shè)計(jì)的基本知識(shí)與理論，更加熟悉各

20、種規(guī)模的邏輯器件，為以后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。我是通過數(shù)字電路，電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試和電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)來(lái)設(shè)計(jì)尾燈控制電路的，這使我們更好地鞏固和加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)中小型數(shù)字系統(tǒng)的方法，獨(dú)立完成調(diào)試過程，增強(qiáng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的能力，提高電路分析和設(shè)計(jì)能力。 參考文獻(xiàn) [1]康華光，陳大欽. 電子技術(shù)基礎(chǔ)—數(shù)字部分（第五版）［M]. 北京：高等教育出版社，2005 [2]謝自美.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試（第三版）[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005 [3]馬建國(guó).電子系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M].高等教育出版社，2003