汽车尾灯控制电路数字电路课程设计

《数字电路课程设计》报告汽车尾灯控制电路学院名称专业班级学生学号学生姓名指导教师日期2020年6月19日报告评分课程设计报告详细内容第一部分系统设计1.1设计题目及要求设计一个汽车尾灯控制电路，尾灯共有六个，左右各三个。基本要求为：1、正常行驶和停车时指示灯全灭。2、汽车左转弯和右转弯时以动态流水灯形式指示转弯和转弯方向。3、汽车刹车时使所有尾灯闪烁，提醒后边的车辆防止追尾。1.2总体设计方案1.2.1设计思路在汽车行驶过程中，汽车的尾灯会根据汽车行驶的状态相应的发生状态的变化。假设汽车尾灯左右两侧各有三个指示灯，设计一个用于控制汽车尾灯的电路。1.2.2设计方案方案原理框图如图2.1所示：开关控制电路显示、驱动电路译码电路计数器{尾灯电路图1.2.2汽车尾灯控制电路原理框图本设计采用的方案主要由开关控制电路，三进制计数器，译码、显示驱动电路组成。由于汽车左转或右转时，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顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求发光。第二部分单元电路设计2．1时钟脉冲电路2．1．1时钟脉冲电路图时钟脉冲原理图如图2.1.1所示：图2.1.1脉冲电路2．1．2时钟脉冲电路工作原理由于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。其工作原理：接通电源之前，由于555定时器组成的多谐振荡器处于没有工作电源，不能正常的状态，其输出为高阻态，不能提供时钟脉冲。R2为28kΩ，R1为56kΩ，C1、C2为10nF。当接通电源瞬时，C2两端没有存储电荷，两端的电压为零，555定时器的2,6端输入电压为零，即出现6端输入电压小于2/3Vcc，2端得输入电压小于1/3Vcc的情况，集成运算放大器A1输出高电平，A2输出低电平，基本RS触发器置“1”工作状态，输出V0为高电平，是晶体截止，电源Vcc的经R2、R1、C2到公共端对电容C2充电。这种情况一直维持到C2的俩端电压超过2/3Vcc。当C2的俩端电压略超过2/3Vcc时，出现6端输入电压大于2/3Vc2端得输入电压大于1/3Vcc的情况，集成运算放大器A1输出低电平，A2输出高电平，，输出V0为低电平，是晶体截导通，电容C2经C1、R1，晶体管T到公共端放电。这种情况一直维持到C2的俩端电压低于1/3Vcc。这样，通过电容充放电时间，使多谐振荡器产生时钟信号2．2开关控制电路2．2．1开关控制电路图开关控制电路如图2.2.1所示：图2.2.1开关控制电路2．2．2开关控制电路工作原理开关控制电路通过控制开关J1、J2、J3的开通于关断，实现汽车右转弯、左转弯、刹车三种状态。J1按下时，汽车为右转弯状态；J2按下时，汽车为左转弯状态；J3按下时，汽车为刹车状态；2．3三进制计数器2．3．1三进制计数器电路图图2.3.1三进制计数器2．3．2三进制计数器电路工作原理汽车左或右转弯时由于是三个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器控制译码电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求电路，如图4所示，输出端QA、QB接三八译码器低两位。由此得出在每种运行状态下，各指示灯与各给定条件的关系，即逻辑功能表如表所示：（0表示灯灭，1表示灯亮）。表3.3三进制计数器功能表开关控制J1J2J3三进制计数器QAQB六个指示灯123456000000000100000110100000010000001000010000111000100000010000001001cpcpcpcpcpcp000cpcpcpcpcpcp2．4译码、显示驱动电路2．4．1译码、显示驱动电路图译码、驱动显示电路如图2.4.1所示：图2.4.1译码、驱动显示电路2．4．2译码、显示驱动电路工作原理此电路由74LS138芯片和6个与非门，6个反向器和发光二极管构成。74LS138芯片简介：74138为3线-8线译码器，其工作原理如下：当一个选通端为高电平，另两个选通端为低电平时，可将地址端的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。若外接一个反向器可级联扩展成32线译码器，若将选通端中的一个作为数据输入端时，74138还可以做数据分配器。其真值表如表3.4：表3.474LS138真值表第三部分整机电路3.1整机电路图图3.1总原理图3.2元件清单元件序号型号数量备注174LS163D1274LS138D1374LS00D6474LS04D85LED66DIPSW3774LS86D187400N19SWITCH3第四部分性能测量4．1实验条件（仿真调试和试验箱）利用EWB调试仿真控制电路4.2电路调试1.当开关都断开时，车辆正常行驶，六个LED汽车尾灯都不发光。如图4.2.1所示：图4.2.1车辆正常行驶2.当J1闭合时，车辆右转，汽车尾灯LED3，LED2，LED1依次循化发光，如图5.2;图4.2.2车辆右转3.当J2闭合时，车俩左转，汽车尾灯LED4，LED5，LED6依次发光，如图4.2.3示：图4.2.3车辆左转4.当J3闭合时，汽车属于刹车状态，六个尾灯同时闪烁。如图4.2.4示:图4.2.4刹车状态第五部分课程设计总结回顾起此课程设计我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教不断探索，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。