汽车尾灯控制电路设计分析

题目：汽车尾灯控制电路设计一、大作业摘要概述要解决什么问题，你是用啥方法解决这个问题的，达到了什么结果及存在的问题（200字）•设计任务•设计一个汽车尾灯控制电路。要求提供总体设计方案，画出各单元及总体电路图，计算•元件参数，选择芯片，安装并调试电路。写出设计总结报告。二、设计的背景、目的和意义•设计一个能适应现代汽车智能化发展要求的汽车尾灯控制电路。改善以前的汽车尾灯控制系统，降低汽车尾灯控制器的生产成本。其二、学好VHDL这门硬件描述语言，加深对VHDL语言知识的理解和掌握，提高学习能力和创新能力，使自己适应不断发展的21世纪。•三、设计任务及要求设计任务设计一个汽车尾灯控制电路。要求提供总体设计方案，画出各单元及总体电路图，计算元件参数，选择芯片，安装并调试电路。写出设计总结报告。设计要求（1）用六个发光二极管模拟六个汽车尾灯（汽车尾部左右各三个），用三个开关作为汽车转向的控制信号。三个开关分别作为左转向灯、右转向灯、故障灯。（2）当汽车正常直行时，六个汽车尾灯全灭；（3）当汽车向右转向时，汽车右面三个尾灯从左至右顺序亮灭；（4）当汽车向左转向时，汽车左面三个尾灯从右至左顺序亮灭；提示：利用基本组合逻辑电路设计思路，根据任务列写逻辑真值表，化简输出逻辑表达式。最后利用基本逻辑门电路实现之。也可以利用单片机来实现。四、确定输入和输出变量右转灯左转灯计数器五、确定输入状态•（1）左转向灯，对应的开关给低电平。•（2）右转向灯，对应的开关给低电平。六、整体设计框图（A）右转弯规律图（C）急刹车显示规律图图2.2.:2汽车尾灯状态图（B）左转弯规律图由于此控制电路对秒脉冲的精度要求不高，所以选择555构成的多些振荡器。电路连接简便并且能达到我们的要求如图3.1.1：开关控制运行状态左尾灯右尾灯S0S1S2DO、D1、D2D4、D5、D6、001正常运行灯灭灯灭101左转弯D2、D1、D0按顺序点亮灯灭011右转弯灯灭D4、D5、D6按顺序点亮000刹车灯亮灯亮开关控制电路通过控制开关S0和S1的闭合与断开来实现汽车正常行驶、左转弯、右转弯三种状态，开关S2控制刹车。开关功能表如表二：表1开关功能表七、输入和输出变量对应部件说明右转灯左转灯计数器译码电路与指示灯因为需要把计数器的三个状态转化成六个灯的亮灭情况，所以我们选择3-8线制译码器。该电路的功能是：在模拟控制电路输出和三进制计数器状态下，提供6个尾灯控制信号，使相应指示灯执行亮灭的指令,我们选择74HC138来执行译码功能。D端输入为1时，经过非门输入进G2B端为0，G2B端是74HC138的使能端，只有输入为0的时候138正常工作，输出Y0—Y1中只有一个为0，经过与非门输入为1，则只有该路对应的灯亮。D输入为0的时候，使能端转换为1，则74138所有输出端为0，通过非门输出转换为1，即所有灯都亮。逻辑电路如图3.3.1：八、方案论证•汽车尾灯控制器常见电路形式有基于继承门电路构成的电路系统和基于单片机系统构建的控制电路。•方案一：单片机成本较低，其外围电路的元器件价格也不高，但系统软硬件设计相对比较复杂，运用单片机控制方案，该系统硬件设计包含扩展电路部分和系统配置电路部分，软件设计又要注意算法的合理选择和程序的优化设计，所以该系统电路软硬件设计工作量都相对较大。•方案二：继承门电路系统稳定性高，结果再现性好，系统分析与设计相对较为容易。其电路实现过程较为简单，必须根据逻辑代数规则对系统进行设计，但是此汽车尾灯控制电路逻辑变量简单，状态少，因此电路结构简单，所用芯片少，成本也不高。•综上所述选择方案二。十一、状态机设计（状态编码）TITLETop-levelfileforthe74161macrofunction.Choosesadevice-familyoptimizedimplementation.;FUNCTIONp74161(clk,ldn,clrn,enp,ent,d,c,b,a)RETURNS(qd,qc,qb,qa,rco);FUNCTIONf74161(clk,ldn,clrn,enp,ent,d,c,b,a)RETURNS(qd,qc,qb,qa,rco);PARAMETERS(DEVICE_FAMILY);INCLUDEaglobal.inc;SUBDESIGN74161(clk:INPUT=GND;ldn:INPUT=VCC;clrn:INPUT=VCC;enp:INPUT=VCC;ent:INPUT=VCC;d:INPUT=GND;c:INPUT=GND;b:INPUT=GND;a:INPUT=GND;qd:OUTPUT;qc:OUTPUT;qb:OUTPUT;qa:OUTPUT;rco:OUTPUT;)VARIABLEIF(FAMILY_FLEX()==1)GENERATEsub:f74161;ELSEGENERATEsub:p74161;ENDGENERATE;BEGINIF(USED(clk))GENERATEsub.clk=clk;ENDGENERATE;IF(USED(ldn))GENERATEsub.ldn=ldn;ENDGENERATE;IF(USED(clrn))GENERATEsub.clrn=clrn;ENDGENERATE;IF(USED(enp))GENERATEsub.enp=enp;ENDGENERATE;IF(USED(ent))GENERATEsub.ent=ent;ENDGENERATE;IF(USED(d))GENERATEsub.d=d;ENDGENERATE;IF(USED(c))GENERATEsub.c=c;ENDGENERATE;IF(USED(b))GENERATEsub.b=b;ENDGENERATE;IF(USED(a))GENERATEsub.a=a;ENDGENERATE;qd=sub.qd;qc=sub.qc;qb=sub.qb;qa=sub.qa;rco=sub.rco;END;十三、原理图十四、仿真时序图十五、演示照片汽车左转时的第一个状态汽车左转的第二个状态汽车左转向的第三个状态汽车右转向的第三个状态汽车右转向的第二个状态汽车右转向的第一个状态十六、设计结论及评价•优点：数字逻辑是电子科学与技术专业学生必修的一门专业基础课，我们进行数字电子课程设计是我们理论联系实际的最好途径，将书本上的知识利用到实际的分析解决问题中去，这样使我们更加牢固的掌握分析与设计的基本知识与理论，更加熟悉的各种不同规模的逻辑器件，掌握逻辑电路的分析和设计的基本方法，为以后的学习奠定基础。•不足：实践性有待加强。•结论：给系统供电后通过开关的通断可给出高电、低电平，从而实现了左右转向以及刹车功能灯的显示状态，达到了模拟汽车尾灯的效果，实现了实验的目的。谢谢大家！