汽车尾灯按要求闪动设计数字逻辑课程设计.doc

第一章 系统概述
1.1系统内容要求
要求用电路设计仿真软件EWB设计电路,实现以下功能：
汽车在夜间行驶过程中,其尾灯的变化规律如下:正常行驶时,车后6只尾灯全部点亮;左转弯时,左边3只灯依次从右向左循环闪动，右边3只灯熄灭；右转弯时，右边3只灯依次从左往右循环闪动，左边3只灯熄灭，当车辆停车时，6只灯一明一暗同时的闪动。
1.2 要求分析
该系统主要有以下几部分组成：
1． 输入
即对系统是个状态的选择：正常行驶，左转，右转，停止。而四个状态可用两位二进制表示，所以此处用到一个编码器。
2． 功能的实现
左转右转分别用两个移位寄存器实现。
汽车暂停和前进用逻辑门实现。
3． 输出
6为输出，接6个显示灯。

第二章 具体模块的功能实现
2.1 输入
用四个开关输入分别表示汽车的四种状态：停止，前行，左转，右转，且输入低电平为有效电平。汽车在同一时刻只能输入一种状态，所以此处可用一个优先编码器74148，并且应将其接成4输入2输出。如图：输入为4，5，6，7；输出为A1，A0；

图1.1
当四个输入中有有效状态时，控制端E0和GS输入为0，1；而当没有有效状态时，E0和GS输入为1,0；因此E0和G S 应如图接：
图1.2
并且，在无有效状态输入时，希望6盏灯都熄灭，所以让GS和最后的6盏灯的输输出相与。
2.2 左转
设移位寄存器1（4位的双向移位寄存器74194）来实现汽车左转时尾灯变化情况：左边3只灯依次从右向左循环闪动。
让让编码器输出A1与A0异或，然后在和A0相与，再接到CLR1'上，便实现了只有编码器输出A1 A0为0 1时，CLR1’才为1，寄存器1才处于工作状态，其他3个输出值下为非工作状态。
我的实现方法是：寄存器的高三位QD QC QB为寄存器的输出F1 F2 F3，左移串行输入端SL为接QB。当S1 S0为1 1，让寄存器置数，高三位输入D C B置数为1，0，0；然后使S1 S0为1 0，寄存器处在左移的状态，便实现了灯的循环左移。所以可以设置一个转弯控制开关来控制置数和左移两个状态。让S1接高电平，S0接转弯控制开关。如图所示：
图 2.1

2.3右转
设移位寄存器2（4位的双向移位寄存器74194）来实现汽车右转时尾灯变化情况：右边3只灯依次从左往右循环闪动。
让A1与A0异或，然后在和A1相与，再接到寄存器2的清0端CLR2'上，便实现了只有编码器输出A1 A0为1 0时，CLR2’才为1，寄存器2才处于工作状态，其他3个输出值下为非工作状态。
寄存器的低三位QC QB QA为寄存器的输出F1' F2' F3'，右移串行输入端SR为接QC。当S1 S0为1 1，让寄存器置数，低三位输入C B A置数为0，0，1；然后使S1 S0为1 0，寄存器处在右移的状态，便实现了灯的循环右移。同样用转弯控制开关A来控制置数和右移两个状态。让S0接高电平，S1接转弯控制开关。如图所示：
图 2.2
2.4 汽车停止
汽车停止时，要求6只灯一明一暗同时的闪动。
让编码器的输出A1 A0或非，实现编码器的四个输出状态中只有A1 A0为0 0时，其输出F4才为1，再让F4与时钟脉冲相与，输出为F5，便实现了只有编码器A1 A0输出为0 0时输出F5才为时钟脉冲，而其他三个状态，输出全为低电平。如此便实现了A1 A0为0 0时灯的一明一暗同时闪动。如图所示：

图 2.3
2.5 汽车正常前进
汽车正常行驶时：要求车后6只尾灯全部点亮。
只要让编码器的输出端A1 A0相与，输出为F4'。便实现了，只有当A1 为1 1时，F4'输出才为高电平，其他三种状态F4’都为低电平。如图所示：

图 2.4

第三章 各模块间的连接与总体功能的实现
3.1具体的实现
让各模块的输入都接编码器的输出A1 A0，各模块的输出按如下方法接：
第一步：让汽车正常行驶的模块的输出F4'分别和译码器的6个输出F1 F2 F3 F1’F2' F3'相或得到输出为F6 F7 F8 F6’F7' F8'，如图所示：

图 3.1

图 3.2
第二步：让汽车停止的模块的输出F5再分别与F6 F7 F8 F6’F7' F8'相或，得到输出为：G1 G2 G3 G1' G2' G3'，如图所示：
图 3.3

图3.4
第三步：最后，让优先编码器的控制端GS分别和G1 G2 G3 G1' G2' G3'相或，最后的输出接在6个指示灯上，如图所示：

图 3.5
如此便实现了汽车尾灯的设置。
3.2 总电路图
图 3.6

结束语
通过本次数字逻辑课程设计，我学到很多在以前上课没法学到的知识。我知道了如何把课堂内学到的理论知识转化为具体的应用，进一步掌握了移位寄存器和优先编码器的用法，并且也学习掌握了一种新的软件EWB，同时也会使用该软件上的很多构造电路和检验电路的工具。可以说这次课程设计让我受益匪浅。
在此次的课程设计中我实现了汽车尾灯的变化：正常行驶时,车后6只尾灯全部点亮;左转弯时,左边3只灯依次从右向左循环闪动，右边3只灯熄灭；右转弯时，右边3只灯依次从左往右循环闪动，左边3只灯熄灭，当车辆停车时，6只灯一明一暗同时的闪动。
但是在实现转弯时，我多设置了一个转弯控制开关A，用来选者寄存器的两个状态置数，移位。所以用户操作时，如果汽车左转（右转），让左转开关（右转开关）置在有效输入后，还要让开关A由置数状态转换到移位状态，之后才能使灯循环移动。使整个电路系统不方便且不易理解。以后要在此处改进。

参考文献
参考文献：【1】王永军.数字逻辑与数字系统：电子工业出版社,2006年

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