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电子技术课程设计
电子技术课程设计
题目:
汽车尾灯控制电路
专业
班级
学号
姓名
指导教师
目录
第一部分设计任务
1.1设计要求………………………………………………………………………2
第二部分设计方案
2.1总体设计方案说明……………………………………………………………2
2.2模块结构电路与方框图……………………………………………………2
第三部分电路设计与器件选择
3.1功能模块一……………………………………………………………………………6
3.1.1整体电路…………………………………………………………………6
3.1.2器件说明…………………………………………………………………6
3.2元件清单………………………………………………………………………7
第四部分安装调试与性能测量
4.1时钟脉冲测试…………………………………………………………………8
4.2电路整体的测试………………………………………………………………9
4.2.1正常行驶…………………………………………………………………9
4.2.2左转………………………………………………………………………9
4.2.3右转……………………………………………………………………10
4.2.4刹车………………………………………………………………………10
第五部分 课程设计总结……………………………………………………………11
第六部分参考文献…………………………………………………………………12
-1-
第一部分设计任务
1.1设计要求
1、设计一个汽车尾灯控制电路,要求能根据汽车运行情况来控制汽车尾部左右两侧各有3个指示灯(用发光二极管模拟);
2、汽车正常运行时指示灯全灭;
3、汽车右转弯时,右侧3个指示灯按右循环顺序点亮;
4、汽车左转弯时,左侧3个指示灯按左循环顺序点亮;
在临时刹车时,所有指示灯同时闪烁。
第二部分设计方案
2.1总体设计方案说明
列出尾灯与汽车运行状态表如下:
开关控制
运行状态
左尾灯
右尾灯
S1
S0
D6D5D4
D1D2D3
0
0
正常运行
灯灭
灯灭
0
1
右转弯
灯灭
按D1D2D3顺序点亮
1
0
左转弯
按D4D5D6顺序点亮
灯灭
1
1
临时刹车
所有的尾灯随时钟CP同时闪烁
要实现以上的状态需要五个模块,它们分别是:
开关控制模块、三进制计数器模块、译码电路模块、显示、驱动电路模块、秒脉冲发生器模块。
开关模块是由开关、反相器、异或门、与非门和200欧姆的电阻构成的它是来控制电路的;三进制计数模块是由一个JK触发器构成的它是用来控制发光二极管的点亮个数;译码电路模块是由一个3—8译码器和与非门构成的它是用来吧给定的代码进行“翻译”,变成相应的状态。
显示、驱动模块是由与非门、反相器、发光二级管、和200欧姆的电阻构成的它是用来显示整个效果的;秒脉冲发生器模块是由555定时器、电容和电阻构成的它是用来产生脉冲信号的。
把它们连接在一起就构成了整个电路。
2.2模块结构电路与方框图
尾灯电路
S0S1
由于汽车左右转弯时,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序
-2-
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,各指示灯与各给定
条件(s1、s0、CP、Q1、Q0)的关系,即逻辑功能表如下表所示:
开关控制
三进制计数器
六个指示灯
S1S0
Q1Q0
D6D5D4
D1D2D3
00
××
000
000
01
00
000
100
01
000
010
10
000
001
10
00
001
000
01
010
000
10
100
000
11
××
cpcpcp
cpcpcp
三进制计数器电路
由74LS112构成如下所示:
译码电路
由3-8先译码器74LS138和6个与非门构成。
74LS138的三个输入端A2、A1、A0分别接S1、Q1、Q0,而Q1、Q0是三进制计数器的输出端。
当S1=0、使能信号A=G=1,计数器的状态为00,01,10时,74LS138对应的输出端Y0,Y1,Y2依次为0有效(Y3,Y4,Y5信号为“1”无效),即反相器G1~G3的输出端也依次为0,故指示灯D1→D2→D3按顺序点亮,示意汽车右转弯。
若上述条件不变,而S1=1,则74LS18对应的输出端Y4、Y5、Y6依次为0有效,既反相器G4~G6
-3-
的输出端为0,故指示灯按D4→D5→D6顺序点亮,示意汽车左转弯。
当G=0,A=1时,74LS138的输出端全为1,G6~G1的输出端也全为1,指示灯全灭;当G=0,A=CP时,指示灯随CP的频率闪烁。
74LS138功能表
E3
E1
E2
A2
A1
A0
Y0
Y1
Y2
Y3
Y4
Y5
Y6
Y7
1
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
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
显示、与驱动电路
其显示驱动电路由6个法等等二极管和6个反向器构成;
-4-
开关控制电路
设74LS138和显示驱动电路的使能信号分别为G和A,根据总体逻辑功能表分析及组合得G、A与给定条件(S1、S0、CP)的真值表如下:
开关控制
CP
使能信号
S1
S0
G
A
0
0
×
0
1
0
1
×
1
1
1
0
×
1
1
1
1
CP
0
CP
由上表且经过整理得逻辑表达式为
G=S1⊕S0A=S1S0+S1S0CP=S1S0·S1S0CP
则得开关控制电路
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2所示
-5-
图2时钟脉冲电路
第三部分电路设计与器件选择
3.1功能模块一
3.1.1整体电路
3.1.2器件说明
74LS13874LS00
引脚图引脚图
-6-
74LS0474LS112
引脚图引脚图
74LS20NE555P
引脚图引脚图
3.2元件清单
-7-
名称
型号
数量
555定时器
NE555P
1
触发器
74LS112
1
2输入四与非门
74LS00
3
4输入二与非门
74LS20
1
六反相器
74LS04
2
译码器
74LS138
1
电阻
51KΩ
1
200Ω
8
47KΩ
1
电容
100uF
1
10uF
1
0.1uF
1
发光二级管
红色
6
开关
自锁
2
导线
若干
第四部分安装调试与性能测量
4.1、时钟脉冲的测试:
时钟脉冲测试如图9
图9时钟脉冲测试图
时钟脉冲波形图如图10
-8-
图10时钟脉冲波形图
根据时钟波形图进行分析,可得此时钟信号的周期为0.9795us,频率约为1HZ。
符合任务要求。
4.2电路整体性能测试
4.2.1正常行驶
当S1、S2都闭合时,车辆正常行驶,汽车尾灯都不亮。
如图1
图1汽车正常行驶原理图
4.2.2左转
当S1断开,S2闭合时,车辆左转,汽车尾灯LED3,LED2,LED1依次循化点亮,如图2
-9-
如图2汽车左转原理图
4.2.3右转
当S1闭合,S2断开时,车俩右转,汽车尾灯LED4,LED5,LED6依次点亮,如图3
如图3汽车右转原理图
4.2.4刹车
-10-
当S1、S2同时断开时,汽车属于刹车状态,六个尾灯同时闪烁。
如图4
如图4汽车刹车原理图
第五部分 课程设计总结
本次设计方案重要有五个模块:
开关控制模块、三进制计数器模块、译码电路模块、显示、驱动电路模块、秒脉冲发生器模块。
通过把这五个模块组合连接来实现汽车尾灯控制。
1、当汽车正常行驶时,S1、S2处于00状态,指示灯全灭。
仿真结果在实验仿真过程中已显示。
2、当汽车右转,S1、S2处于10状态,LED4、5、6循环点亮,仿真结果在实验仿真过程中已显示。
3、当汽车左转时,S1、S2处于01状态,LED3、2、1循环点亮,仿真结果在实验过程中已显示。
4、当汽车刹车时,S1、S2处于11状态,6个灯同时闪烁,仿真结果已显示。
经过这两周的实习,学到了很多东西,锻炼了自己的能力,熟悉了MULTISIM这个软件。
作为信息时代的大学生,仅会操作鼠标是不够的,对原理的理解和电路的设计能力也非常重要。
之前所有的学习几乎都是理论性的,经过这次实习对很多器件的功能有了更深的了解。
虽然由于不熟悉软件在一开始遇到了很多问题,但经过自己耐心的反复琢磨,最终成功仿真了汽车尾灯控制电路。
通过两周的学习,使我们对multisim有了初步的系统了解。
这些知识在课堂上都学不到,当看到自己的汽车尾灯电路在软件上成功仿真时,高兴不已。
希望自己在以后可以从事和数字电路有关的工作。
总的来说自己有如下收获:
1、对MULTISIM有了初步的系统了解。
我们了解到了汽车尾灯的构造等。
2、对自己的动手能力是个很大的锻炼。
在实习中,提高了自己解决问题的能力。
虽然在实习中会遇到难题,但是从中我学到了很多,使自己的理解能力也有所提
-11-
高,我想在以后的理论学习中我就能够明白自己的学习方向,强化了专业知识,更好的掌
握数字电路的这门课程。
第六部分参考文献
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电子工业出版社2001年
【3】张庆双主编使用电子电路200例机械工业出版社2005版
【4】王维斌仲瑞鹏数字电子技术实验教程西北工业大学出版社2008年
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