实验八：彩灯控制电路设计.doc

数字电子技术实验报告

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2011年11月25日
实验八 汽车尾灯控制电路设计
一、设计任务与要求：
假设汽车尾部有4个指示灯，设计要求：
1. 汽车正常运行时指示灯全灭；（S1S0=00）
2. 左转弯时，四个指示灯左移顺序亮；（S1S0=01）
3．右转弯时，四个指示灯右移顺序亮；（S1S0=10）
4．临时刹车时，四个指示灯同时全部亮。（S1S0=11）
二、实验设备：
1、数字电路实验箱
2、函数信号发生器
3、74LS00、74LS86、74LS138、74LS90、灯泡和开关电路
三、设计原理：
1、汽车尾灯控制电路系统框图
输出显示电路
四进制计数器
译码电路
控制门电路
脉冲产生电路

2．设计主要思路
列出尾灯变化与开关状态关系表，如表1所示。
表1 尾灯与开关状态关系表
S0 S1
运行状态
尾灯灯亮情况
0 0
正 常
灯全灭
0 1
右 移
右移按顺序亮
1 0
左 移
左移按顺序亮
1 1
刹 车
灯全亮
由于汽车左右转弯时，四个只是等循环发光，所以用十六进制计数器做成四进制计数器控制译码器电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求发光。由此得出在每种运行状态下，各指示灯与给定条件S1、S2、Q1、Q0 的关系，如表2所以。
表2 汽车尾灯控制逻辑功能表
开关控制
四进制计数器
四个指示灯
S0 S1
Q1 Q0
L1 l2 L3 L4
0 0
× ×
0 0 0 0
0 1
0 0
1 0 0 0
0 1
0 1 0 0
1 0
0 0 1 0
1 1
0 0 0 1
1 0
0 0
0 0 0 1
0 1
0 0 1 0
1 0
0 1 0 0
1 1
1 0 0 0
1 1
× ×
1 1 1 1
四、实验内容与步骤：
1、用74Ls90实现四进制计数器
由74LS90的输出可得，将其运用置0法置成四进制计数器，可实现00~11的循环。
2、实现左移、右移环节
当74LS90的输出端Q1、Q0分别接至74LS138的输入端A1、A0时，A3保持低电平时，可实现~循环输出低电平，而其它输出端全为高电平；当A3保持高电平时，A1、A0的输入不变，则可实现~循环输出低电平，其它输出端保持高电平。由表1和表2的对应关系可得，在左移与右移环节中可保持74LS138的使能端、接入低电平，接入高电平，从而保证74LS90正常工作。
为实现左移和右移的正常工作，可将与、与、与、与分被别经与非门连接，同时控制信号S0接入74LS138的控制输入端A2。即可实现左移和右移，如表3所示。
表3 右移与左移的逻辑功能表
A2 A1 A0
运行状态

0 0 0
右 移
1
0
0
0
0 0 1
0
1
0
0
0 1 0
0
0
1
0
0 1 1
0
0
0
1
1 0 0
左移
0
0
0
1
1 0 1
0
0
1
0
1 1 0
0
1
0
0
1 1 1
1
0
0
0
3、实现全亮、全灭
在第二步的基础上，考虑到与或门的特性，为实现全亮和全灭，可将控制端S0和S1进行两次与非实现与的S1*S2，然后分别与、、、进行异或的连接，在分别接到四个灯泡L1、L2、L3、L4，同时将控制信号接到74LS138的使能端、。控制信号与灯泡的关系如表4所示：
表4 全亮与全灭的逻辑功能表
开关控制
四个指示灯
S0 S1

S0S1
S0S1
S0S1
S0S1
0 0
1
74LS138输出全部为高电平，异或输出为低电平，即全灭
0 1
0
S0*S1=0，异或后对左移无影响
1 0
0
S0*S1=0，异或后对右移无影响
1 1
1
74LS138输出全部为高电平，异或输出为高电平，即全亮
4、用74LS00、74LS86设计中间门电路
由步骤二可得用1个74LS00、2个74LS86即可实现中间门电路的连接。
最终的电路图连接如图1：

五 实验结果：
经仿真及实际操作可知，上述设计电路结果正确，满足设计要求。