数电课程设计报告-汽车尾灯控制设计

烟台南山学院数电课程设计题目汽车尾灯控制设计姓名：所在学院：自动化工程学院所学专业：班级：学号：指导教师：田老师完成时间：2010-12-16数电课程设计-1-内容提要课程设计作为数字电子技术和模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容，基本掌握数字系统设计和调试方法，增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。另一方面爷可以使我们更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型系统的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高电路分析和设计能力。通过实践应道我们在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。通过设计，一方面可以加深我们的理论知识，另一方面也可以提高我们考虑问题的全面性，将理论知识上升到一个时间的阶段。设计是工科学生面对的重要课题，经历这个过程才能真切感受到工科的魅力，拉近与生产的距离。本课程设计是设计一个汽车尾灯的控制电路，实现在不同操作下左右各3个尾灯的不同显示方式：1．在行驶时右转则右边3个灯以：3灯全灭-L4亮-L4、L5亮-L4、l5、L6亮-3灯全灭循环且L1、L2、L3灯一直全灭2．当左转时则左边3个灯以：3灯全灭-L3亮-L2、L3亮-L1、L2、L3亮-3灯全灭循环且L4、L5、L6灯全灭3．当左右2个开关都被借接通时，说明驾驶员是一个外行，紧急闪烁器起作用，6个尾灯大约以1HZ的频率一致地善守着亮与暗的循环4．当驾驶员紧急刹车时，左右两开关均接通六个灯会同时亮这要求我们要正确使用各芯片来实现设计要求，理解实验中用到的各个芯片的引脚和接线及其所能实现的逻辑功能。在所列出的各项方案中选出最简洁的进行设计。在设计中先明确地把电路分成几部分：逻辑开关，控制电路，时钟信号产生电路，逻辑电平显示电路，然后根据各个部分设计的电路，然后把所有部分有机结合成一个整体，就设计成了任务要求的电路了。数电课程设计-2-目录1课题背景.............................................................-3-2方案的选择及论证.....................................................-4-2．1方案..............................................................-4-2．2方案论证..........................................................-4-3设计的步骤及原理图...................................................-7-3.1电路方框图.........................................................-7-3.2双向一位寄存器74LS194A的逻辑功能..................................-7-3.3555定时器的逻辑功能................................................-8-3.4总电路及电路各部分的实现功能及原理.................................-9-3.5元件的清单........................................................-10-4设计过程中出现的问题及解决方法......................................-11-心得体会...............................................................-12-参考文献...............................................................-13-数电课程设计-3-1课题背景汽车作为现代交通工具已大量进入人们的生活，随着电子技术的发展，对于汽车的控制电路，已经从过去的全人工开关控制发展到了智能控制。在夜晚或因天气原因能见度不高的时候，人们对汽车安全行驶要求很高，汽车尾灯控制系统给大家带来了方便。汽车尾灯控制器是随汽车智能化技术的发展而迅速发展起来的，汽车尾灯一般是用基于微处理器的硬件电路结构构成，正因为硬件电路的局限性，不能随意的更改电路的功能和性能，且可靠性的不到保证，因此对汽车尾灯控制系统的发展带来一定的局限性。难以满足先现代汽车智能化发展。此次设计，可以使学生更好的巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型数字系统的方法，独立完成调试过程，增强学生理论联系实际能力，提高学生电路设计和分析能力。通过实践教学引导学生在理论下有所创新，为后继专业课的学习和日后工程实践奠定基础。数电课程设计-4-2方案的选择及论证2．1方案方案一：（1）在行驶时右转则右边3个灯以：3灯全灭-L4亮-L4、L5亮-L4、l5、L6亮-3灯全灭循环且L1、L2、L3灯一直全灭（2）当左转时则左边3个灯以：3灯全灭-L3亮-L2、L3亮-L1、L2、L3亮-3灯全灭循环且L4、L5、L6灯全灭（3）汽车正常运行时指示灯全灭（4）当驾驶员紧急刹车时，左右两开关均接通六个灯会同时闪烁方案二：（1）汽车正常运行时指示灯全灭（2）在右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺寻点亮（3）在左循环式，左侧3个指示灯按左循环顺寻点亮（4）在临时刹车时，所有知指示灯同时点亮综合分析得，方案一方案较好。2．2方案论证1)列出尾灯与汽车运行状态如下表2.2:开关控制S0S1行驶状态左尾灯右尾灯L1、L2、L3L4、L5、L600正常行驶全灭全灭10左转由右到左依次点亮全灭01右转全灭由左到右依次点亮11紧急刹车全亮全亮数电课程设计-5-2）首先通过时序信号产生器产生脉冲信号，该信号提供给74LS194和刹车时的输出信号。此信号提供左右转弯时的原始信号，对信号进行分析之后的信号通过或门。实现与刹车、检查电建之间的选择。最终得到水位信号科输出到小灯泡上，实现所需的功能。同时由于汽车左或右转弯时，3个指示灯依次点亮，所以用三禁止计数器控制译码器电路依次输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。由此得出每种状态下，个指示灯与给定条件，即逻辑功能表，如下表2.2.2：开关控制三进制计数器6个指示灯S0S1Q0Q1L1L2L3L4L5L600000000010000010001000111100001111000001000010110001011100011CPCPCPCPCPCP3)由上画出综框图如下图2.2.3综合框图4）尾灯转向图解数电课程设计-6-下图为汽车右转时右边灯的闪烁情况图2.2.4右等闪烁数电课程设计-7-3设计的步骤及原理图3.1电路方框图图3.1方框图3.2双向一位寄存器74LS194A的逻辑功能图3.274LS194A逻辑功能图74LS194是一个双向一位寄存器，具有置零、保持、右移、并行输入的功能，功能如下表3.2:CrS1S0工作状态0XX置零100保持101右移110左移111并行输入数电课程设计-8-3.3555定时器的逻辑功能图3.3555逻辑功能图数电课程设计-9-3.4总电路及电路各部分的实现功能及原理图3.4总电路图各情况下的工作原理（1）当右转弯的开关打开时，右边芯片的右移串行输入端接了高电平，而左边芯片的左移串行输入端此时接地，所以有右芯片的S1接了低电平，S0接了高电平，依据表一有右芯片工作在右移状态，所以输出端时钟每来一个高电平右移一位，当3个输出全为高电平时，经过一个与非门后为低电平接在置零端，所以3个输出全为高电平时，经过一个与非门后为低电平接在置零端，所以当3个输出全为高电平再来个时钟高电平后将置零。即L4L5L6的状态变化为000—100—110—111—000循环。而此时的左芯片由于单刀双掷开关是掷在非门再接到置零端的，所以左芯片处于置零状态，左边三个灯全灭。（2）当左转弯的开关打开时，左边芯片的右移串行输入端接了高电平，而右边芯片的右移串行输入端此时接地，所以有右芯片的S0接了低电平，S1接了高电平，依据表一有右芯片工作在左移状态，所以输出端时钟每来一个高电平左移一位，当3个输出全为高电数电课程设计-10-平时，经过一个与非门后为低电平接在置零端，所以当3个输出全为高电平再来个时钟高电平后将置零。即L1L2L3的状态变化为000—100—110—111—000循环。而此时的左芯片由于单刀双掷开关是掷在非门再接到置零端的，所以右芯片处于置零状态，右边三个灯全灭。（3）当左右开关都打开时，右芯片的右移串行输入端接了高电平，左芯片的左移串行输入端也接了高电平，因此两个芯片的S0,S1端都为高电平，根据表一知两芯片都在并行输入端，而两芯片的并行输入端都是接的高电平，所以来了一个时钟脉冲输出就由000:000变成了111:111，当输出为111:111时经过一个与非门接到了置零端，所以芯片被置零，因此再来一个时钟脉冲就由111:111变成了000:000，如此循环，从而实现了紧急闪烁，6个尾灯一致地闪烁着亮与暗。3.5元件的清单器件数量74LS194芯片2个单刀双掷开关2个发光二极管6个可调电源1个74LS20（与非门）1个555定时器1个定值电阻10个100uF电容2个导线若干数电课程设计-11-4设计过程中出现的问题及解决方法1.设计开始时没有思路。通过查找相关设计书及上网搜索引发自己思维创造能力。2.某些功能没有找到相关的元器件达到设计目的。通过询问同学与上网搜阅查找元器件及其参数。3.制作电子稿时，相关符号难以查找。通过朋友的帮助完成特殊符号的输入。数电课程设计-12-心得体会通过此次的课程设计，我更深地体会到了数字电路在生活中用途，认识到了原来在我们身边的很多东西都是我们学过的知识。以前总认为课堂上学的和实际应用有很大差距，做完这个课程设计才知道其实是可以紧密相关的，只决定于我们在生活中去不去应用它。比如，《汽车尾灯的控制电路》，我们平时都看过汽车，可是有几个人会去想把它做出来，我想大多数人的心理都觉得这很难，肯定不是我们能做得出来的。经过这次的课程设计，我学到了设计的基本步骤和对新品的使用，还有就是功能的完善是最重要的。此次可省设计得以完成，我感到很开心，因为我终于用自己的所学作出了实际的东西。在此次设计中，我并没有随便从网上找点什么就直接粘贴过来，也并没有随便找几本参考书就照抄了原设计。从策划设计进程到设计电路，查找元器件，都是经过我自己的思考再加上查找资料去完成的。开始，知识单纯的想象汽车尾灯遇到各种情况时所进行的一系列闪烁活动，然后通过观察来来往往的车辆尾灯确定设计要求。通过对设计要求的分析列出设计方案，然后根据各方案的优缺点综合分析得出最佳方案。确立方案后，通过模拟实验等方法进行论证。论证成功，开始进行设计，根据设计要求画出相应的原理图，然后根据需要选出所需要的元器件及其参数。在设计过程中遇到的许多难题，通过上网查阅资料与翻阅参考书的途径自学理解并解决。那些很难懂的问题通过与几个同学商议、询问老师，均已一一解决。数电课程设计-13-参考文献[1]刘修文主编，实用电子电路设计制作.[M]北京：中国电力出版社，2005[2]朱定华主编.电子电路测试与实验.[M]北京：清华大学出版社，2004[3]路勇主编.电子电路实验及仿真.[M]北京：北京交通大学出版社，2004[4]阎石主编.数字电子技术.[M]北京：高等教育出版社，2006[5]谢自美主编.电子线路设计·实验·测试.[M]武汉：华中科技大学出版社，2006[6]华满清主编.电子技术实验与课程设计.[M]北京：机械工程出版社，2005[7]何平主编.电子技术实验教程.[M]北京：清华大学出版社，2008