基于Proteus的汽车尾灯控制电路的设计与仿真.docx

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基于Proteus的汽车尾灯控制电路的设计与仿真

目录

一论文正文

引言1

1设计背景与意义1

1.1设计背景1

1.1.1Proteus简介1

1.1.2集成化的电路虚拟仿真软件—Proteus2

1.1.3ProteusVSM仿真与分析2

1.2设计意义4

2设计要求与思路4

2.1设计目的与要求4

2.2设计思路与构想5

2.2.1汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系5

2.2.2汽车尾灯控制器功能描述5

3单元电路设计7

3.1时钟信号源电路的设计7

3.2开关控制电路的设计8

3.3三进制计数器电路的设计9

3.4译码与显示驱动电路的设计11

3.5尾灯状态显示电路的设计13

4电路仿真与分析14

4.1电路仿真总电路图14

4.2汽车尾灯控制器电路的工作原理14

4.3参数计算与器件选择15

4.4电路仿真过程及仿真结果16

5电路安装与调试19

5.1电路安装过程19

5.2电路的调试19

6元器件清单20

7总结21

参考文献22

谢辞23

二附录

1论文（设计）任务书24

2论文（设计）结题报告26

3论文（设计）成绩评定及答辩评议表28

4论文（设计）答辩过程记录（附页）30

基于Proteus的汽车尾灯控制电路的设计与仿真

摘要：

Proteus是一种功能强大的电子电路仿真软件，该软件提供了庞大的元件数据库和种类齐全的虚拟测试仪器表，可以方便的进行原理电路设计和电路功能测试。

本论文主要运用数字电路和模拟电路基础知识，借助Proteus软件设计汽车尾灯控制电路。

通过555、触发器、译码器等CMOS系列产品组合设计控制系统，模拟实现汽车尾灯正常行驶、左拐弯、右拐弯和临时刹车等状态的仿真,显示仿真结果，同时设计硬件电路，并确保硬件实现以上四种功能。

关键字：

汽车尾灯；触发器；译码器；Proteus

ThedesignandsimulationoftheautomobiletaillightcontrolcircuitbasedonProteus

Abstarct:

Proteusisapowerfulelectroniccircuitsimulationsoftware.Ahugecomponentdatabaseandfullrangeofvirtualinstrumentstableareprovidedinthissoftwareandcanbeconvenientprinciplecircuitdesignandcircuitfunctiontest.ThisarcticleautomobiletaillightscircuitisdesignedbyusingtheknowledgeofdigitalcircuitandartificialcircuitbasedonthesoftwareofProteus,thesimulationofthestateofsimulationrealizeautomobiletaillightthroughthe555triggerssuchasdecoderCMOSseriesproductscombinationdesigncontrolsystem,includeofanormallyrunningvehicle,turnleft,turnrightandbraking,showingsimulationresults,whilethehardwarecircuitisdesignedandensurethehardwarerealizationoftheabovefourfunction.

KeyWords:

autolamp;pulse;decoders;Proteus

目录

引言1

1设计背景与意义1

1.1设计背景1

1.1.1Proteus简介1

1.1.2集成化的电路虚拟仿真软件—Proteus2

1.1.3ProteusVSM仿真与分析2

1.2设计意义4

2设计要求与思路4

2.1设计目的与要求4

2.2设计思路与构想5

2.2.1汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系5

2.2.2汽车尾灯控制器功能描述5

3单元电路设计7

3.1时钟信号源电路的设计7

3.2开关控制电路的设计8

3.3三进制计数器电路的设计9

3.4译码与显示驱动电路的设计11

3.5尾灯状态显示电路的设计13

4电路仿真与分析14

4.1电路仿真总电路图14

4.2汽车尾灯控制器电路的工作原理14

4.3参数计算与器件选择15

4.4电路仿真过程及仿真结果16

5电路安装与调试19

5.1电路安装过程19

5.2电路的调试19

6元器件清单20

7总结21

参考文献22

谢辞23

引言

随着集成电路和计算机技术的飞速发展，EDA技术应运而生，它是一种高级、快速、有效的电子设计自动化技术。

EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对与特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。

EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点，可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。

EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。

Proteus[1]是一种功能强大的电子电路仿真软件，该软件提供了庞大的元件数据库和种类齐全的虚拟测试仪器表，可以方便的进行原理电路设计和电路功能测试。

基于Proteus的汽车尾灯电路仿真设计，使用Proteus软件来设计汽车尾灯电子电路，完成电路的设计、电路分析、仿真分析、仿真器件测试等等。

汽车尾灯控制系统的设计诞生以来经过了无数次的改进，得到了广泛的应用。

设计一个尾灯控制器，实现对汽车尾灯状态的控制，探究一套既快又可靠，更加合理的设计方法，进行高性能汽车尾灯控制系统的设计研究，具有非常深远的实际和理论意义。

1设计背景与意义

1.1设计背景

1.1.1Proteus简介

Proteus软件是由英国LabcenterElectronics公司开发的EDA工具软件，已有近20年的历史，在全球得到了广泛应用。

Proteus软件的功能强大，它集电路设计、制版及仿真等多种功能于一身，不仅能够对电工、电子技术学科涉及的电路进行设计与分析，还能够对微处理器进行设计和仿真，并且功能齐全，界面多彩，是近年来备受电子设计爱好者青睐的一款新型电子线路设计与仿真软件。

Proteus软件和我们手头的其他电路设计仿真软件最大的不同即它的功能不是单一的。

它的强大的元件库可以和任何电路设计软件相媲美；它的电路仿真功能可以和Multisim相媲美，且独特的单片机仿真功能是Multisim及其他任何仿真软件都不具备的；它的PCB电路制版功能可以和Protel相媲美。

它的功能不但强大，而且每种功能都毫不逊于Protel，是广大电子设计[2]爱好者难得的一个工具软件。

1.1.2集成化的电路虚拟仿真软件—Proteus

Proteus是一个基于ProSPICE混合模型仿真器的、完整的嵌入式系统软硬件设计仿真平台。

它包含ISIS和ARES应用软件，具体功能如下：

ISIS——智能原理图输入系统，系统设计与仿真的基本平台,实现了单片机仿真和SPICE电路仿真的结合。

具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真等功能、具有强大的原理图绘制功能、支持主流单片机系统的仿真和提供软件调试功能。

ARES——高级PCB布线编辑软件，能够将元件进行任意角的布置、具有理想的基于网表的手工布线系统、具有超过1000种标准封装的元件库、具有完整的CADCAM输出以及嵌板工具、当用户修改了原理图并重新加载网表，ARES将更新相关联的元件和连线。

同理，ARES中的变化也将自动地反馈到原理图中。

Proteus软件的ISIS原理图设计界面同时还支持电路仿真模式VSM（虚拟仿真模式）。

当电路元件在调用时，我们选用具有动画演示功能的器件或具有仿真模型的器件，当电路连接完成无误后，直接运行仿真按钮，即可实现声、光、动等逼真的效果，以检验电路硬件及软件设计的对错，非常直观。

在Proteus中，从原理图设计、单片机编程、系统仿真到PCB设计一气呵成，真正实现了从概念到产品的完整设计。

Proteus从原理图设计到PCB设计，再到电路板的完成。

1.1.3ProteusVSM仿真与分析

Proteus软件的ISIS原理图设计界面同时还支持电路仿真模式VSM（虚拟仿真模式）。

当电路元件在调用时，我们选用具有动画演示功能的器件或具有仿真模型的器件，当电路连接完成无误后，直接运行仿真按钮，即可实现声、光、动等逼真的效果，以检验电路硬件及软件设计的对错，非常直观。

ProteusVSM有两种不同的仿真方式：

交互式仿真和基于图表的仿真。

交互式仿真——实时直观地反映电路设计的仿真结果；

基于图表的仿真（ASF）——用来精确分析电路的各种性能，如频率特性、噪声特性等。

ProteusVSM中的整个电路分析是在ISIS原理图设计模块下延续下来的，原理图中可以包含以下仿真工具：

探针——直接布置在线路上，用于采集和测量电压/电流信号；

电路激励——系统的多种激励信号源；

虚拟仪器——用于观测电路的运行状况；

曲线图表——用于分析电路的参数指标。

1.仿真工具——激励源

DC：

直流电压源；

Sine：

正弦波发生器；

Pulse：

脉冲发生器；

Exp：

指数脉冲发生器；

SFFM：

单频率调频波信号发生器；

Pwlin：

任意分段线性脉冲信号发生器；

File：

File信号发生器，数据来源于ASCII文件；

Audio：

音频信号发生器，数据来源于wav文件；

DState：

单稳态逻辑电平发生器；

DEdge：

单边沿信号发生器；

DPulse：

单周期数字脉冲发生器；

DClock：

数字时钟信号发生器；

DPattern：

模式信号发生器。

2.仿真工具——虚拟仪器

虚拟示波器（OSCILLOSCOPE）；

逻辑分析仪（LOGICANALYSER）；

计数器、定时器（COUNTERTIMER）；

虚拟终端（VIRUALTERMINAL）；

信号发生器（SIGNALGENERATOR）；

模式发生器（PATTERNGENERATOR）；

交直流电压表和电流表（AC/DCvoltmeters/ammeters）；

SPI调试器（SPIDEBUGGER）；

I2C调试器（I2CDEBUGGER）。

3.交互式仿真

噪声分析：

显示随频率变化的输出噪声和等效输入噪声电压，并列出电路各部分所产生的噪声电压清单。

失真分析：

用于确定由测试电路所引起的电平失真的程度，失真分析图表用于显示随频率变化的二次和三次谐波失真电平。

1.2设计意义

汽车使用越来越多，虽然汽车尾灯控制系统的设计诞生以来经过了无数次的改进，得到了广泛的应用。

随着电子技术的发展，对于