汽车尾灯控制课程设计.doc

课 程 设 计 报 告 书 专 用 纸
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淮海工学院
课程设计报告书

课程名称： 电子技术课程设计
题 目： 汽车尾灯控制器的设计
系 （院）： 电子工程学院
学 期： 2011-2012-2
姓 名： 王兴雷
学 号： 031004227

汽车尾灯控制器的设计

一、 设计目的与要求
1、巩固加深对电子技术基础知识的理解，培养学生独立分析问题、解决问题，提高综合运用所学知识的能力。
2、通过查找资料、选方案、设计电路、安装调试、写报告等环节的训练，熟悉设计的过程、步骤。为以后从事电子电路设计、研制电子产品打下基础。
3、了解电子线路设计的过程、工艺、技术规范，学会书写设计说明书，培养学生严肃、认真的科学态度和工作作风。
4、了解汽车尾灯的工作原理。
5、了解与掌握常用电子仪器的使用方法，及简单的制版、焊接、组装、调试工艺过程。

二、 设计指标
设计汽车尾灯控制电路，汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二极管来模拟）。
1) 汽车正常运行时指示灯全灭；
2) 右转弯时，右侧3个指示灯按照由左至右顺序点亮；
3) 左转弯时，左侧3个指示灯按照由左至右顺序点亮；
4) 紧急刹车时，所有指示灯同时闪烁状态；

三、总体框图设计
显示与驱动电路

开关控制电路
译码电路

三进制计数器

图1 总体电路框图

总体思路：
1. 开关控制电路：开关控制电路是控制汽车正常行驶，左转弯，右转弯，急停刹车的电路。通过控制L与R开关来实现汽车的正常行驶，左转，右转，急停刹车等功能。
2. 三进制计数器：利用三进制计数器来实现左转路灯，有转路灯的循环闪烁。
3. 显示与驱动电路先连接，通过发光二极管来模拟车灯以实现操作。
4. 显示与驱动电路：从译码器接受数字信号，通过发光二极管来实现车灯的模拟操作，达到设计要求。
四．功能模块设计
1. 三进制计数器
用JK触发器来实现三进制计数器，以下是三进制转换表。
表1 三进制转换表

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

由卡诺图及公式化简得：

电路图如下所示：

图2 三进制计数器电路图

2.开关控制电路
开关控制电路，设计两个开关代表左右转的按钮，SW1与SW2。通过控制SW1与SW2的开闭情况来实现0与1的数字转换。
以下是开关控制电路的功能表：
表2 开关控制电路功能表
开关状态
实现功能
SW1接通
SW2断开
汽车左转弯，左侧3个指示灯按照由左至右顺序点亮。
SW1断开
SW2接通
汽车右转弯，右侧3个指示灯按照由左至右顺序点亮。
SW1接通
SW2接通
汽车正常运行，指示灯全灭。
SW1断开
SW2断开
汽车紧急刹车，所有指示灯呈同时闪烁状态。

设计思路:开关控制电路的设计原理主要是用来控制三进制循环的最高位，开关的断开与闭合分别代表数字逻辑的1和0，通过开关的断开与闭合来控制三进制循环的最高位以实现汽车尾灯控制器的左转，右转，急停刹车以及正常行驶等逻辑功能。进而实现设计操作。

设计电路图如下所示：

图3 开关控制电路电路图

3.译码电路和显示驱动电路
译码电路采用74LS138进行译码，74LS138从开关控制电路以及三进制计数器接受信号，然后将译码输出信号送达显示电路，最后显示电路则利用发光二极管与74LS00与非门以及电阻等元器件，从译码器接受数字信号，并通过数字信号的0和1来控制电路电位的高低，通过电位的高低来使发光二极管发光与否，最终实现车灯的模拟操作，达到设计要求。

以下是74LS138译码器功能表
表3 74LS138译码器的功能表
输 入
输 出

0
X
1
1
1
1
1
1
1
1
X
1
0
0
0
0
0
0
0
0
X X X
X X X
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1
1 0 1 1 1 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1
1 1 1 0 1 1 1 1
1 1 1 1 0 1 1 1
1 1 1 1 1 0 1 1
1 1 1 1 1 1 0 1
1 1 1 1 1 1 1 0

设计思路：
由功能表分析，汽车尾灯控制器选用0 0 0,0 0 1,0 1 0和1 0 0,1 0 1,1 1 0，利用这六组数据进行循环设计，其中最高位由开关控制电路控制0和1的输出，低两位由三进制计数器控制0和1的输出，二者组合来实现三进制数字信号的输出，以此来实现汽车尾灯控制器的设计。

电路图如下所示：

图4 译码显示电路图

五．总体电路设计

根据各个分电路开关控制电路，显示译码电路以及三进制计时器的电路图和每个电路图之间的数字逻辑关系，首先分析每个电路之间的关系，并列出总体电路图的整体逻辑功能表，然后根据整体的电路逻辑关系，而后进行电路图的组装，组装完毕，检查电路是否有线路的连接错误，是否有元器件的错误使用等基本错误，然后进行总体电路的仿真实验，以检查最后的电路是否可行，一切步骤进行完毕后，最后我们即得到如下的总体电路图。

表4 总体逻辑功能表
开关控制
三进制计数器
左尾灯
右尾灯
SW1 SW2

0 0
× ×
0 0 0
0 0 0

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

0 1
0 0
1 0 0
0 0 0
0 1
0 1 0
0 0 0
1 0
0 0 1
0 0 0
1 1
× ×
cp cp cp
cp cp cp

（注：开关闭合时状态为0，断开时状态为1）

以下是总电路图：

图5 总电路图

仿真结果

图6 汽车刹车仿真图

图7 汽车左转仿真图

图8 汽车右转仿真图

图9 汽车正常行驶仿真图

六． 元器件清单
元器件清单：
74LS138 1片
74LS00 2片
74LS10 1片
74LS04 1片
74LS86 1片
74LS76 1片
电阻 100欧姆 6个
电阻 1000 欧姆 2个
发光二极管 6个
波段开关 2个
脉冲输入端 1个
面包板 若干
导线 若干
电源 若干

七．设计总结
早在上大学的初期，就听说我们电气专业的学生以后要做课程设计，对此，我是一直非常有兴趣并且很憧憬，而这次自己有幸抽到自己感兴趣的课题-------汽车尾灯控制器的设计，感觉更是很高兴。通过接近两个星期的紧张工作，最后完成了我的设计任务——汽车尾灯控制器的设计。通过本次课程设计的学习，我深深的体会到课程设计课的重要性和目的性,它让我学到了很多并受益匪浅。本次设计课不仅培养了我实际操作能力，还锻炼了我灵活运用课本知识，学以致用，理论联系实际，独立自主的进行电路设计的能力。它不仅仅是一个学习新知识新方法新思路的好机会，同时也是对我所学知识的一次综合的检验和系统复习，让我明白了更多元器件的使用方法和功能以及注意事项。使我明白了自己的知识缺陷所在，以便于我在自己的知识系统中从而查漏补缺。更让我对数字电路有了更新的认识。此外，在做课程设计的时候，为了完成自己的课程设计而去图书馆和网上查了很多资料，在这个过程中，我感觉到原来理论联系实际的学习可以这样快乐，到了最后完成设计，在仿真成功后的那一刻，我感觉到很有成就感，原来我也可以自己成功的设计汽车尾灯控制器。总而言之，希望学校领导以后多安排一些类似的实践环节，让我们学以致用。
此外，还要说的就是，在设计的过程中，它要求我们要有耐心和毅力，还要细心，稍有不慎，一个小小的错误就会导致结果的不正确，比如，一个74系列元器件的管脚的误接，一个74系列芯片的功能的不了解以及误选等错误。因此不仅要求我们在设计的时候要细心认真，而且要求我们对错误的检查，我们要有足够的耐心，通过这次设计和设计中遇到的问题，也积累了一定的设计经验和教训，对以后从事集成电路设计工作会有一定的帮助。为我们以后的就业以及走上社会做好最充足的准备。总而言之，需要再次重申的是，在这次的课程设计中，让我我真的受益匪浅，学到了很多课本以外的知识。

八．参考文献
[1] 彭介华.电子技术课程设计指导.北京：高等教育出版社，1997
[2] 李振声.实验电子技术.北京：国防工业出版社，2001
[3] 卢结成，高世忻等.电子电路实验及应用课题设计.合肥：中国科学技术大学出版社，2002
[4] 编写委员会.中国集成电路大全.北京：国防工业出版社，1985
[5] 梁宗善.电子技术基础课程设计.武汉：华中理工大学出版社，1995
[6] 高吉祥主编.《电子技术基础实验与课程设计》第二版. 北京：国防科技大学
[7] 陈大钦主编《电子技术基础实验－电子电路实验.设计.仿真》第二版. 武汉：华中理工大学
[8] 童诗白、华成英主编《模拟电子技术基础》第三版. 北京：清华大学
[9] 何希才 编著.新型电子电路应用实例.合肥： 科学技术出版社2005年8月 第一版
[10]《数字系统逻辑设计》 欧阳星明 主编 北京：电子工业出版社2004
[11]《数字电子技术基础》 阎石 主编 北京： 高等教育出版社 2004