汽车尾灯电路设计报告

1扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计题目：汽车尾灯控制电路课程：数字电子技术基础专业：电气工程及其自动化班级：电气0802班学号：081301222081301216姓名：刘储元指导教师：年漪蓓蒋步军完成日期：2010/6/182总目录第一部分：任务书第二部分：课程设计报告第三部分：设计图纸3第一部分任务书4《数字电子技术基础》课程设计任务书一、课程设计的目的本课程是在学完《数字电子技术基础》、《数字电子技术实验》之后，集中一周时间，进行的复杂程度较高、综合性较强的设计课题的实践环节，通过该教学环节，要求达到以下目的：1.使学生进一步掌握数字电子技术的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力；2.使学生基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力；3.熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。二、课程设计的要求1.设计时要综合考虑实用、经济并满足性能指标要求；2.必须独立完成设计课题；3.合理选用元器件；4.按时完成设计任务并提交设计报告。三、课程设计进度安排1、方案设计；(半天)根据设计任务书给定的技术指导和条件，进行调查研究、查阅参考文献，进行反复比较和可行性论证，确定出方案电路，画出主要单元电路，数据通道，输入、输出及重要控制信号概貌的框图。2、电路设计：(一天)根据方案设计框图，并画出详细的逻辑图3、装配图设计：(半天)根据给定的元器件，结合逻辑图，设计出电路制作的具体装配图(即绘出组件数量，管脚号以及器件布置的实际位置)。同时配以必要的文字说明。4、电路制作：(两天)对选定的设计，按装配图进行装配，调试实验。5、总结鉴定：(一天)考核样机是否全面达到现定的技术指标，能否长期可靠地工作，并写出设计总结报告。四、设计题目及内容汽车尾灯控制电路（1）、用发光二极管模拟汽车尾部左右两侧6个指示灯（汽车每侧三个灯），用两个拨5动式（乒乓）开关作为左右转弯信号源；（2）、汽车正常运行时指示灯全灭；右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；左转弯时，左侧3个指示灯按做循环顺序点亮；（3）、用一个开关模拟脚踏制动器，临时刹车时所有指示灯同时点亮；如果两个乒乓开关都被接通，说明驾驶员是一个外行，紧急闪烁器起作用。五、设计要求1、用中小型规模集成电路设计出所要求的电路；2、在实验箱上安装、调试出所设计的电路。3、部分课题要求用可编程逻辑器件（FPGA/CPLD）设计实现；4、在EDA编程实验系统上完成硬件系统的功能仿真。5、写出设计、调试、总结报告。六、器件与器材1、二输入四与非门74LS002、四输入双与非门74LS203、六倒相器74LS044、八输入与非门74LS305、正沿双D触发器74LS746、3线-8线译码器74LS1387、可逆移位寄存器74LS1948、同步十进制可逆加、减计数器(8421BCD码)74LS1929、同步十进制加法计数器74LS16010、振荡分频器CD406011、BCD七段显示译码器74LS4812、双四选一数据选择器74LS15313、八线驱动器74LS24414、555定时器55515、LED共阴七段数码管BS20716、石英晶体(4M、2M、32768HZ)17、微动开关、拨盘开关、继电器、LED(红、绿、蓝)、电阻、电容、二极管、三极管、光敏二、三极管、导线……等。22、工具(镊子、剪刀、万用表、电烙铁……)七、使用仪器设备1、稳压电源(±5V，±15V)；2、实验电路箱；3、低频信号发生器；64、示波器第二部分课程设计报告7目录1设计任务及要求…………….………………………………………….….….（8）2系统总体设计方案………………………………………….…………….（9）2.1总体设计方案…………………………………………..………..……….….…（9）2.2方案特点…………………………………………………..………..…………..…（9）3控制电路设计…………………………………………...…………………（10）3.1控制电路工作原理………………………………………..………..……………..（10）3.2参数计算…………………………………….………………………………..（10）3.3器件选型…………………………………….………………………………..（10）4振荡电路设计…………………………………………...…………………（10）4.1振荡电路工作原理………………………………………..………..……………..（10）4.2参数计算…………………………………….………………………………..（10）4.3器件选型…………………………………….………………………………..（10）5计数电路设计…………………………………………...…………………（11~12）5.1计数电路工作原理………………………………………..………..……………..（11）5.2参数计算…………………………………….………………………………..（11）5.3器件选型…………………………………….………………………………..（12）6系统总体电路设计……………………………………...…………………（13）7.1系统总体电路…………………………………..……….………..……………..（13）7.2电路说明…………………………………….………………………………..（13）7电路调试………………………………………………...…………………（13）8.1振荡电路调试及实验结果分析…………………………………….….….（13）8.2计数电路调试及实验结果分析…………………………………….…..….（13）8.3译码显示电路调试及实验结果分析…………………………………….….（13）8.4控制电路调试及实验结果分析……………………………………….….….（13）8.5系统联调及实验结果分析………………………………………….….….（13）9改进意见及收获体会…………………………………...…………………（14）10器件明细清单…………………………………………...…………………（14）参考文献……………………………………….……………………………….（14）81设计任务及要求汽车尾灯控制电路设计任务（1）、用发光二极管模拟汽车尾部左右两侧6个指示灯（汽车每侧三个灯），用两个拨动式（乒乓）开关作为左右转弯信号源；（2）、汽车正常运行时指示灯全灭；右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；左转弯时，左侧3个指示灯按做循环顺序点亮；周期为一秒；（3）、用一个开关模拟脚踏制动器，临时刹车时所有指示灯同时点亮；如果两个乒乓开关被接通，说明驾驶员是一个外行，紧急闪烁器起作用。设计要求分析以上设计任务，由于汽车左转弯、右转弯、刹车时所有灯点亮的次序和是否点亮是不同的，所以用74138译码器对输入的信号进行译码，从而得到一个低电平输出，再由这个低电平控制一个计数器74160，计数器输出为高电平时就点亮不同的尾灯（这里用发光二极管模拟），从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下，各指示灯与给定条件间的关系，即逻辑功能表1所示。汽车尾灯控制电路设计总体框图如图1所示。汽车尾灯和汽车运行状态表1-1开关控制汽车运行状态右转尾灯左转尾灯S0S1S2R1R2R3L1L2L3000正常运行灯灭灯灭001左转弯灯灭按L1L2L3顺序循环点亮010右转弯按R1R2R3顺序循环点亮灯灭011报警报警灯亮1XX临时刹车所有灯都亮图1汽车尾灯控制电路设计总体框图开关控制电路译码电路74138记数电路74161R1R2R3L1L2L3频率92系统总体设计方案2.1总体设计方案汽车尾灯电路有左转、右转、刹车、误动作四种状态，所以用一片74138译码器来产生四种控制状态；右转灯一共有三盏，而且工作时是按从左往右的顺序亮的，所以用一片74160产生不同的频率，分别控制每盏灯。左转电路与右转电路类似。2.2方案特点电路用的器件都为常规器件，只需与门和非门，电路简单。电路工作稳定，功耗低。控制电路主要由一片74138组成，分别产生置零、左转、右转、报警和刹车五种信号；计数电路由两片74160组成，左右分别有一片，74160接成4进制，并用预置数端置零，产生的00、01、10、11四种信号分别通过与门和非门的组合来控制三盏灯按要求亮。信号从74138到74160再到各个灯。74160右转灯电路74160左转灯电路74138103控制电路设计3.1控制电路工作原理74138的ABC端分别接右转、左转、刹车控制信号，输出端Y0产生置零信号，Y1产生右转信号，Y2产生左转信号，Y3产生误动作报警信号，Y4~Y7产生刹车信号，此时不管左转和右转控制开关处于什么状态，刹车信号都控制灯的亮。3.2件选型74138一片7420一片7400一片7404一片4振荡电路设计实验箱有2Hz频率，用一片74112接成T触发器，产生1Hz的频率作为两片74160的时钟频率。115计数电路设计5.1计数电路工作原理右转74160的ABCD都接0电平，R’接控制电路的Y0端置零，ET、EP接Y1接控制端。QA和QB通过与非门接LD’预置数。5.3器件选型74160一片7400一片7404一片左转电路与右转电路基本一致，不再累述。12刹车误动作报警137系统总体电路设计7.1系统总体电路7.2电路说明8电路调试8.1振荡电路调试及实验结果分析振荡电路直接使用的是已有的2Hz的频率，所以直接用频率计测量输出频率是否是2Hz。8.2计数电路调试及实验结果分析将QA,QB按电路图，通过门电路接到三个LCD发光二极管上，用预置数法将160接成四进制，加上CLK信号，观察三盏灯亮的顺序是否和设计的一致。当时左边的三盏灯一直不亮，以为电路接错，重新接电路以后，左边的灯还是不亮；再检查电路，接线完全正确，然后想到可能是160坏了，把右边的换到左边，再加时钟信号，终于亮了。8.3控制电路调试及实验结果分析用万用表的直流电压档测量各个输出端的电压，如：输入端输入001，则用万用表测Y1输出端的电压是否是0，以此类推。8.4系统联调及实验结果分析将电路都连好后，加上时钟信号，置right端为高电平，其他两个端为低电平，则右转的三盏灯应该按从左往右的顺序亮；置left端为高电平，其他两个端为低电平，则左转的灯应该从右向左按顺序亮；置break端为高电平，其他两个端无论为高或低电平，则六盏灯同时亮；置right和left端同时为高电平，break为低电平，则尾灯不亮，报警灯亮。149改进意见及收获体会本次设计是通过查阅各种资料和我们的讨论的思考做出来的，在设计的过程中我们想用DXP2004仿真但是由于时间关系，我们掌握不了。由于学过Max+plusII，于是在仿真的时候我们就想到用Max+plusI仿真来替代。经过思考后觉得由于我们的主电路都是数字电路构成的，所以完全可以由Max+plusI仿真。但是对于输入脉冲CLK的频率较小，我们又必须设计一个频率较小的方波源，通过询问老师，了解到实验箱上有小信号的频率。这次我们设计的功能都是逐一增加的，首先实现老师给我们提示的文档上面的功能，然后增加一定的功能。设计中的优点：基本实现了汽车在运行时候尾灯点亮方式的各种情况。设计中的不足：由于在行车的时候都是用开关控制的，所以每一个开关应该有一个消除机械振动的装置，可以利用基本RS触发器来实现。在设计中可以再多用一个74161来做，从而简化电路图。所以如果在时间允许的条件下可以对这一系列的不足进行解决，从而是整个系统更加可靠。10器件明细清单表2.元件清单名称规格数量译码器74LS1381计数器74LS1602非门74ls042与非门74ls002与非门74ls201导线若干参考文献（列出你所利用的参考文献。格式如下）[1]阎石主编．数字电子技术基础（第四版）．北京：高教出版社，200015第三部分设计16图纸图纸目录序号图纸名称图幅图纸编号备注1系统总体方框图A3