汽车尾灯控制电路设计.doc

电子综合

电子综合开发实践报告

设计课题：汽车尾灯控制电路设计
专业班级：电子信息工程11级2班
学生学号：
学生姓名：
设计时间： 2014.1.14

信息科学与技术学院
2014年1月

电子综合
汽车尾灯控制电路设计
一.设计任务与要求
电路有4个按键，分别对应左转，右转，刹车，检查，假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）、右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；
（3）、左转弯时左侧3个指示灯按左循环顺序点亮；
（4）、临时刹车时所有指示灯同时闪烁；
（5）、检查时尾灯同时闪烁（0.5S---1S一次）。
二、工作原理
在汽车行驶过程中，汽车的尾灯会根据汽车行驶的状态相应的发生状态的变化。假设汽车尾灯左右两侧各有三个指示灯，设计一个用于控制汽车尾灯的电路。
方案原理框图如图2.1所示：

图2.1 汽车尾灯控制电路原理框图
本设计采用的方案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电平，从而控制尾灯按要求发光。
三、单元电路设计
1.时钟脉冲电路
由于N555定时器内部的比较器灵敏度比较高，输出驱动电流比较大，功能灵活，而且采用差分电路形式，它的振荡率受电源电压和温度的影响小，由555定时器构成的多谐振荡器频率比较稳定，不易干扰；且此电路对秒脉冲的精度要求不是很高，所以选用有555构成的多谐振荡器做为脉冲电路。
时钟脉冲原理图如图3.1所示：
-
图3.1 脉冲电路
其工作原理：接通电源之前，由于555定时器组成的多谐振荡器处于没有工作电源，不能正常的状态，其输出为高阻态，不能提供时钟脉冲。R2为28kΩ，R1为56kΩ，C1、C2为10nF。当接通电源瞬时，C2两端没有存储电荷，两端的电压为零，555定时器的2,6端输入电压为零，即出现6端输入电压小于2/3Vcc，2端得输入电压小于1/3Vcc的情况，集成运算放大器A1输出高电平，A2输出低电平，基本RS触发器置“1”工作状态，输出V0为高电平，是晶体截止，电源Vcc的经R2、R1、C2到公共端对电容C2充电。这种情况一直维持到C2的俩端电压超过2/3Vcc。
当C2的俩端电压略超过2/3Vcc时，出现6端输入电压大于2/3Vc2端得输入电压大于1/3Vcc的情况，集成运算放大器A1输出低电平，A2输出高电平，，输出V0为低电平，是晶体截导通，电容C2经C1、R1，晶体管T到公共端放电。这种情况一直维持到C2的俩端电压低于1/3Vcc。这样，通过电容充放电时间，使多谐振荡器产生时钟信号
周期 T=（R2+2R1）CIn2 公式3.1.1
占空比 q=（R2+R1）/(R2+2R1) 公式3.1.2
2、开关控制电路
开关控制电路通过控制开关J1、J2、J3、J4的开通于关断，实现汽车右转弯、左转弯、刹车和检查四种状态。
J1按下时，汽车为右转弯状态；
J2按下时，汽车为左转弯状态；
J3按下时，汽车为检查状态；
J4按下时，汽车为刹车状态。
开关控制电路如图3.2所示：
图3.2 开关控制电路
3、三进制计数器
汽车左或右转弯时由于是三个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器控制译码电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求电路，如图4所示，输出端QA、QB接三八译码器低两位。

图3.3 三进制计数器
由此得出在每种运行状态下，各指示灯与各给定条件的关系，即逻辑功能表如表3.3所示：（0表示灯灭，1表示灯亮）。
表3.3 三进制计数器功能表
开关控制
J1 J2 J3 J4
三进制计数器
QA QB
六个指示灯
1 2 3 4 5 6
0 0 0 0

0 0 0 0 0 0

1 0 0 0
0 0
0 1
1 0
1 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0

0 1 0 0
0 0
0 1
1 1
0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 1
0 0 1 0

cp cp cp cp cp cp
0 0 0 1

cp cp cp cp cp cp

4、译码、显示驱动电路
此电路由74LS138芯片和6个与非门，6个反向器和发光二极管构成。
74LS138芯片简介：74138为3线-8线译码器，其工作原理如下：当一个选通端为高电平，另两个选通端为低电平时，可将地址端的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。若外接一个反向器可级联扩展成32线译码器，若将选通端中的一个作为数据输入端时，74138还可以做数据分配器。其真值表如表3.4：
表3.4 74LS138真值表

译码、驱动显示电路如图3.4所示：

图3.4 译码、驱动显示电路

四、总原理图及元器件清单
1．总原理图

图4.1 总原理图

2．元件清单
表4.2 元件清单

元件序号
型号
主要参数
数量
备注
1
74LS163D

1

2
74LS138D

1

3
74LS00D

6

4
74LS04D

8

5
LED

6

6
DIPSW

3

7
74LS86D

1

8
7400N

1

9
SWITCH

1

五性能测试与分析
1. 当开关都断开时，车辆正常行驶，六个LED汽车尾灯都不发光。如图5.1所示：
图5.1 车辆正常行驶
2. 当J1闭合时，车辆右转，汽车尾灯LED1，LED2，LED3依次循化发光，如图5.2;
图5.2 车辆右转

3. 当J2闭合时，车俩左转，汽车尾灯LED6，LED5，LED4依次发光，如图5.3示：
图5.3 车辆左转
4. 当J3闭合时，汽车属于检查状态，六个尾灯同时闪烁。如图5.4示:
图5.4 检查状态

5. 当J4闭合时，汽车属于刹车状态，六个尾灯同时闪烁。如图5.5示:
图5.5 刹车状态
六、课程设计体会
转眼间为期十天的课程设计就要结束了，总的来很辛苦但是说收获也很大。
通过这项课程设计使我对从电路设计到实际制作有了一个全面的认识，虽然最终因为时间和资源原因没能将自己做的板子制作出来，但是这次体验却给了我一个方向，可以让我自己去努力的方向。
在连接电路的过程中，虽然元器件都已经确定，但是看在摆在Multisim软件中的一堆元器件，我又感觉有点无从下手。一番平心静气，在自己的努力和同学的帮助下，最终连接出来了这个电路图。
我感觉课程设计是一个增长知识的课堂，是不断的提升自己，了解自己，改变自己的机会，不论是在自己的学习和生活都有很大的帮助。使自己认识到自己在知识上的不足，从而缩短与同学之间的差距。
在此实验中，在克服重重困难的同时又体会到学习电子的乐趣。不仅对我学习上提供帮助，还让我改变对人对事态度，让我懂得不管遇到什么困难只要坚持就一定会成功。在通过自己在图书馆和网络查阅相关multisim的知识，可以基本熟练掌握multisim的基础用法，打下良好基础。
七、参考文献
[1] 阎石主编. 数字电子技术.[M] 北京：高等教育出版社，2006年
[2] 屠启飞主编 LED 用于汽车尾灯的展望. [M]电子工业出版社 2001年
附录：

PCB原理图

PCB印刷版电路图
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