汽车尾灯优秀课程设计.doc

课程设计任务书

学生姓名： 专业班级：
指导老师： 工作单位：
题 目: 汽车尾灯显示控制电路设计
初始条件：
数字电路中多种芯片及门电路
Multism仿真软件
要求完成关键任务:
1）用6个发光二极管模拟6个汽车尾灯（汽车尾部左、右个3），用3个开关作为汽车拐弯控制信号。3个开关分别作为左拐弯灯、右拐弯灯、故障灯；
2）当汽车正常直行时，6个汽车尾灯全灭；
3）当汽车向右拐弯时，汽车右面3个尾灯从左到右次序亮灭；
4）当汽车向左拐弯时，汽车左面3个尾灯从右到左次序亮灭；
5）当汽车碰到故障时，汽车后面6个尾灯一起闪烁。
时间安排：
第1—2天：设计电路
第3—6天：理论设计及试验室安装调试；
第7天：撰写设计汇报及答辩；

指导老师署名： 年 月 日

系主任（或责任老师）署名： 年 月 日

汽车尾灯显示控制电路设计

摘 要

天天全部能够看到马路上汽车在行驶，不过我们不知道其中包含相关数电科学知识，数字电子技术几乎应用于每一电子设备或电子系统中。视频统计设备、光碟、长途电信及卫星系统等，无一不采取数字系统。所以，掌握或含有一定数字电子技术对我们工科类大学生来说是至关关键。此次课程设计靠近现实应用，将我们在课堂上理论知识利用到实际生活当中。在设计过程中，需要我们对理论知识了解透彻，对所需各个电子元件熟悉了解和含有化繁为简总体设计思想。电子产品要求原理简单，造价成本低。所以，越简单设计越能吸引制造商眼球，越能满足生活要求。汽车尾灯是其运行方法最直接表示方法，令行人或其它车辆清楚明白它将要发生动态改变。从而避免交通事故发生。设计此电路要求严格符合交通规则，尾灯闪亮或熄灭正确，才不会让行人或其它车辆产生误解，从而达成安全目标。

目录
1总体设计思绪图 1
2设计方案 2
2.1参考过设计方案 2
2.1.1参考方案一 2
2.1.2参考方案二 2
2.1.3参考方案三 2
2.1.4总结 3
2.2方案电路具体原理 3
3单元电路设计 5
3.1时钟信号原设计 5
3.2三进制计数器 6
3.3汽车尾灯显示和译码驱动电路 8
3.4开关控制电路 10
3.5汽车尾灯总体电路 11
4仿真及结果分析 12
4.1整体仿真图 12
4.2正常运行 12
4.3汽车左拐 13
4.4汽车右拐 14
4.5汽车刹车 15
5实物图及性能测试 17
5.1实物图 17
5.2性能测试 17
6心得和体会 18
元器件清单 19
参考文件 21

1.设计思绪
分别由时钟产生电路，逻辑开关，控制电路和逻辑电平指示四个比分组成。从而达成以下4种不一样显示模式：
1．汽车正向行驶时，左右两侧指示灯全部处于熄灭状态；
2．汽车右转弯行驶时，右侧3个指示灯按右循环次序点亮；
3．汽车左转弯行驶时，左侧3个指示灯按左循环次序点亮；
4．汽车临时刹车时，左右两侧指示灯同时处于闪烁状态。

2.设计方案
左转右转检验电路
方案原理简述：
R1R2R3 L1L2L3

该方案中时钟脉冲由555定时器
组成，首先产生脉冲信号,该信号提供
给74LS194。74LS194有四个输出端, 图2 参考方案一
接其中三个001,010, 100循环信号,此信号提供左,右转时原始信号。 对信进行分拣以后信号经过或门，实现电键信号之间选择。最终得到信号即可输出到发光二极管上，实现所需功效。
具体原理：
汽车运行和尾灯状态关系表如表1所表示。
表1 汽车运行和尾灯状态关系表
开关控制
运行状态
右侧尾灯
左侧尾灯
S1 S0
D4 D5 D6
D1 D2 D3
0 0
正常行驶
灯 灭
灯 灭
0 1
左转弯
灯 灭
按D3 D2 D1次序循环点亮
1 0
左转弯
按D4 D5 D6次序循环点亮
灯 灭
1 1
临时刹车
全部尾灯随时钟CP同时闪烁
其中，S1 、S0为控制开关，代表4种不一样运行状态。D1、D2、D3代表汽车左侧3盏尾灯，D4、D5、D6代表汽车右侧3盏尾灯。
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。由此得出在每种运行状态下，各指示灯和各给定条件(S1、S0、CP、Q1、Q0)关系，即逻辑功效表以下表2所表示(表中0表示灯灭状态，1表示灯亮状态)。
表2 总体电路逻辑功效表
开关控制
三进制计数器
六个指示灯
S1
S0
Q1
Q0
D6 D5 D4
D3 D2 D1
0
0
×
×
0 0 0
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 CP CP

由上面逻辑功效表可得出总体框图，图5所表示：
显示、驱动电路

尾
灯
开关控制电路
译码电路
电
路

移位寄存器

S0 S1

图5 汽车尾灯控制器结构框图

3单元电路设计
3.1时钟信号原设计
因为汽车尾灯是点亮是给人不一样信息及该车将要发生动作，所以汽车尾灯在闪烁时候不能超出一定频率，不过频率也不能太小，所以我们在设计时候是采取555定时器设计一个脉冲产生源，占空比约为50%，它产生频率F约为1HZ。然后经过计数器就能控制汽车尾灯在循环点亮时候时间间隔约为1S，这么就能让人很清楚明白该汽车动作以采取对应动作从而避免交通事故发生。然而在仿真时候，1HZ频率F出现问题，则采取1KHZ脉冲信号，而在制作实物时则用秒脉冲替换。
常见555定时器（LM555CH）逻辑符号图6所表示。

图6 555多谐振荡器
引脚功效以下：
管脚1为接地端；
管脚2为低电平触发器输入端TRI，当输入电平低于Vcc/3或Vcc/2时，输出OUT为高电平；
管脚3为输出端OUT；
管脚4为复位端RST。当RST=0时，OUT=0；
管脚5为控制电压输入端CON；
管脚6为高电平触发端THR。当该端电平高于2Vcc/3时，输出OUT为低电平；
管脚7为放电端DIS；
管脚8接电源Vcc。
该电路组成了自激多谐振荡器，也称无稳态触发器。电路无需外加触发脉冲，就能输出矩形脉冲，因输出矩形脉冲含有很多高次谐波，所以称为多谐振荡器。其中R1和R2是外接定时电阻，C1是外接定时电容。R1，R2，C1组成充放电回路。
在555多谐振荡器输出端接入示波器，示波器中A通道为得到矩形脉冲，B通道为电容上波形三角波。调整电容C1可得到输出频率为1kHZ。波形图7所表示。

图7 555多谐振荡器输出波形

3.2开关控制电路
设74LS138和显示驱动电路使能端信号分别为G和A，依据总体逻辑功效表分析及组合得G、A和给定条件(S1、S0、CP)真值表，如表5所表示。
表5 控制电路功效表

由表5经过整理得逻辑表示式为

由上式可得开关控制电路图12所表示。

图12 汽车尾灯控制电路

3.3总电路图
1.电路图为：

汽车尾灯控制总体结构图

2.整体仿真图

（1）正常运行
当汽车正常运行时，S1=S0=0,使G端输入为低电平0,A端输入为高电平1，此时74LS138输入端不管是低电平还是高电平，输出端全为1，其结果造成6个和非门输入端均为高电平，那么其输出端将降为低电平；6个非门将低电平转为高电平；因为二极管单向导电性，在给二极管阳极和阴极均加为高电平，指示灯全灭灯，以下图图15所表示；逻辑分析仪输出波形图所表示。

正常运行图
（2）汽车左拐
当汽车左拐时，S1=0,S0=1时，使A端输入为高电平，G端输入为高电平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(Y4,Y5,Y6信号为“1”无效)，即反相器G1~G3输出端也依次为0，故指示灯D3→D2→D1按次序点亮示意汽车左转弯。以下图17所表示；逻辑分析仪输出波形图18所表示。

左拐指示灯
（3）汽车右拐
当汽车右拐时，S1=1,S0=0时，使得A端输入为高电平，G端输入为高电平, 74LS138对应输出端Y4、Y5、Y6依次为0有效，即反相器G4~G6输出端依次为0，故指示灯D4→D5→D6按次序点亮，示意汽车右转弯。以下图19所表示；逻辑分析仪输出波形图所表示。

右拐指示灯

(4)汽车刹车
当汽车刹车时，S1=S0=1时，G端输入为低电平，74LS138输入端不管为高电平还是低电平，输出均为高电平；A端为高电平还是低电平关键取决于时钟CP，CP是高电平时灯不亮，CP低电平时灯亮；这就造成二极管随CP高低由暗到亮现象，指示灯随CP频率闪烁。以下图21所表示；逻辑分析仪输出波形图所表示。

刹车图

图22 汽车刹车逻辑图

6.心得和体会
数字电子技术是通信专业学生必修一门专业基础课，我们进行数字电子技术课程设计是我们理论联络实际最好路径，将书本上知识利用到实际分析处理问题中去，这么使我们愈加牢靠掌握分析和设计基础知识和理论，愈加熟悉多种不一样规模逻辑器件，掌握逻辑电路分析和设计基础方法，为以后学习奠定基础。
看到设计题目后，首先要分析汽车尾灯显示状态和汽车运行状态关系，然后对汽车尾灯控制器进行功效描述，确定汽车尾灯控制器结构框图，最终进行电路设计。在电路设计过程中，优异行模式控制电路设计，然后用到了二-五-十进制7490N计数器来组成一个三进制计数器，再设计译码和显示驱动电路，最终用6个发光二极管和6个电阻组成尾灯状态显示电路，各个结构电路设计好了以后，组合起来就设计好了汽车尾灯控制器逻辑电路。
经过此次数字电子技术课程设计，我体会到了学习不仅要把书本知识学好，要得弄懂东西还要自己勤翻书，上网查资料，要勤动脑，学会思索，能够从各个方面去思索同一个问题，最关键是要学会学以致用。把一个大电路分割成很多小模块后会比很好设计，设计起来会比较灵活，会有一个清楚思绪。首先锻炼了自己动手能力，其次锻炼了自己分析、处理问题能力。期望以后多能有动手实际操作机会。

元器件清单

电阻
500Ω，6个
移位寄存器
74LS194，2个
和非门
74ls00，2个
发光二极管
LED，6个
非门
74ls04,2个
三输入或非门
74ls27，1个
开关
Switch，2个
和门
74ls08，1个

参考文件
【1】《电子技术基础课程设计》，梁宗善主编，武汉：华中理工大学出版社，1995
【2】陈汝全 电子技术常见器件应用手册2版 机械工业出版社 .1
【3】《试验电子技术》，李振声主编，北京：国防工业出版社，
【4】谢自美 电子线路设计、试验、测试（第三版）华中科技大学出版 .8
【5】康华光 电子技术基础数字部分（第五版） 高等教育出版社 .12
【6】《电子技术基础试验—电子电路试验，设计，仿真》第二版,陈大钦主编
本科生课程设计成绩评定表
姓 名

性 别

专业、班级
通信
课程设计题目： 汽车尾灯设计
课程设计答辩或质疑统计：

成绩评定依据：

最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）

指导老师签字：
年 月 日