2023年电子技术综合设计汽车尾灯控制电路设计报告书.docx

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1、课程设计报告书课程名称：电子技术综合设计学院：专业：班级：学号：.学生姓名：指导教师：职称：2023年月曰目录一、课程设计目的2二、设计题目和要求3三、总体方案4四、方案比较5方案一5方案二5五、基本原理61 .原理框图62 .分析6六、单元电路设计71 日寸车中II1j*72 .三进制计数器73、开关控制电路94 .译码、显示驱动电路105 .尾灯状态显示电路的设计11七、仿真调试内容12八、所用元器件15九、设计心得与体会16参考文献16完整的电路总图17一、课程设计目的课程设计可以巩固和加强数字系统与逻辑设计课程的理论知识。目的是使我们能够进一步理解课程内容，还可以培养我们的创新能力和创

2、新思维，基本掌握数字系统设计和试的方法，增加集成电路应用知识，锻炼我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。通过设计，一方面可以巩固我们的理论知识，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实践的阶段。设计是工科学生必须面对的重要课题，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。我们可以通过此次课程设计了解数电课程是如何解决实际生活中的问题的。二、设计题目和要求本课题设计一个汽车尾灯的控制电路。该电路由四个电键控制，分别对应着左转、右转、刹车和检查功能。1,接通左转或右转电键时，左侧或右侧的3个汽车尾灯按照左循环或右循环的顺序依次点亮。2,接通刹车电键时，汽车所

3、有的尾灯同时闪烁。3,接通检查电键时，汽车所有的尾灯点亮。三、总体方案本次设计方案主要有四个模块：脉冲发生电路、开关控制电路、三进制电路和译码驱动电路。通过把这四个模块组合连接来实现汽车尾灯控制。首先，通过555定时器构成的多谐振荡器产生脉冲信号，该脉冲信号用于提供给双JK触发器构成的三进制计数器和开关控制电路中的三输入与非门的输入信号。其次，双J-K触发器构成的三进制计数器用于产生00、Ok10的循环信号，此信号提供左转、右转的原始信号。最后，左转、右转的原始信号通过6个与非门以及7410提供的高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右的3个汽车尾灯上。得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所

4、需功能。四、方案比较方案一汽车尾灯控制电路主要由D触发器逻辑电路，左转、右转控制电路，刹车控制电路构成。首先将脉冲信号C1K提供给D触发器逻辑电路。用三片D触发器设计一个逻辑电路可以产生001、010、100的循环信号。将此信号作为左转、右转的原始信号。设置左转控制开关和右转控制开关。通过开关的控制将左转、右转的原始信号通过逻辑电路分别输出到左、右的3个汽车尾灯上。这部分电路起到信号分拣的作用。设置刹车控制开关，将脉冲信号C1K提供给刹车控制电路。当开关置为刹车信号时，分拣之后的信号通过逻辑电路实现刹车时所有指示灯随着时钟信号C1K全部闪烁的功能。最终得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需

5、功能。方案二汽车尾灯控制电路主要由开关控制电路，三进制计数器，译码电路，显示、驱动电路构成。由于汽车左或右转弯时，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点亮。首先，设置两个可控制的开关，可产生00、01、10、11四种状态。开关置为00状态时，表示汽车处于正常运行状态开关置为01状态时，表示汽车处于左转弯的状态。开关置为10状态时，表示汽车处于右转弯的状态。开关置为状态时，表示汽车处于刹车的状态。其次，设计电路实现所需达到功能。方案比较在方案模拟时发现，方案一的计数器存在竞争冒险，使得尾灯在闪烁时总会出现不自然的中间过程。方案二电路结构简单，成本

6、低，所以选择此方案。五、基本原理1.原理框图在汽车行驶过程中，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。方案原理框图如下图所示H显示、.动电路T二J尾灯电路开关控制电路1译码电路JT计数器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点亮。2.分析为了区分汽车尾灯的4种不同的显示模式，需设置2个状态控制变量。假定用开关S1和S2进行显示模式控制，可列出汽车尾灯

7、显示状态与汽车运行状态的关系,如下表所示。开关控制汽车运行状态左转尾灯右转尾灯S1S2D1D2D3D4D5D6OO正常运行灯灭灯灭O1左转弯按D3、D2、D1顺序循环点亮灯灭1O右转弯灯灭按D4、D5、D6顺序循环点亮11汽车刹车所有尾灯同时闪烁OO汽车检查所有尾灯同时亮六、单元电路设计1时钟脉冲电路由于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，功能灵敏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。时钟脉冲电路如下图1所示：时钟脉

8、冲电路E匚E18273645Z11 -GND2 -Trigger3 -Output4 -Reset5 -Contro1vo1tage6 -Thresho1d7 -Discharge8-Vcc555定时器引脚图2.三进制计数器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，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，即逻辑功能表如下表所示：（0表示灯灭，1表示灯亮）开关控制S1S2三进制计数器Q1QO六个指示灯123456000000000100011010000001000000100010000111000100000

9、01000000111I11111三进制计数器功能表此计数器由741S163芯片主要构成。下面分别是它的真值表和引脚图:入出态状态穷狱条件次状态转到信与QPC1K741S163D5VVCCU4SKSKSKSKS2置于00状态时,S2置于O1状态时,S2置于IO状态时,S2置于11状态时,2 .三进制计数器电路图3、开关控制电路开关控制电路通过控制开关S1和S2的开通于关断，实现汽车正常行驶、左转弯、右转弯和刹车四种状态。开关控制如下图3所示：汽车处于正常行驶状态;汽车处于左转弯状态；汽车处于右转弯状态；汽车处于刹车状态。：U1PA：11c：；741S04D3 .开关控制电路图4 .译码、显示驱

10、动电路此电路由741S138芯片和6个与非门，6个反向器和发光二极管构成。741S138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。其真值表和引脚图如下所示：741S138真值表译码、驱动显示电路如下图4所示:741S138引脚图4译码、驱动显示电路5 .尾灯状态显示电路的设计尾灯状态显示电路可由6个发光二极管和6个电阻组成，下图5中，当6个反相器的输出为低电平时，相应发光二极管

11、被点亮。1mySISSSTURR20。Q1EksSk庆杭MOOD1ED2R211K快200Q1m23R3-XAI1O;RRMOOD电S-W-U庆MOOD1mkgS-1s1A认MOODVCC七、仿真调试内容根据前面的分析与实验，对电路来进行整体的仿真与性能测试，本次仿真是在Inu1tisim11环境下完成的1.当S1、S2都断开时，车辆正常行驶，汽车尾灯都不亮。如图57：2 5-1正常行驶3 .当S1断开，S2闭合时，车辆左转，汽车尾灯1ED3,1ED2,1ED1依次循化点亮，如图5-2：5-2汽车左转4 .当S1闭合S2断开时车俩右转，汽车尾灯1ED4,1ED5,1ED6依次点亮。如图5-3：

12、4.当S15-4：UUAU19Attb1-T4UWOM1M4U5-3汽车右转、S2同时闭合时，汽车属于刹车状态，六个尾灯同时闪烁。如图5-4汽车刹车5.当S3,S4断开时，汽车属于检查状态六个尾灯同时亮如图5-5：VCC5-5汽车检查八、所用元器件元件型号数量555U11741S163U41741S138U21741S00U3A,U5A,U6A,U9A,U11A,U12A,U13A7741S04U10A,U14A,U15A,U16A,U17A,U18A,U19A774S110U8A1741S86U7A1IOuF电容Ci,C2228Q电阻R1156Q电阻R21100。电阻R3,R42200。电阻

13、R5,R6,R7,R8,R9,R106九、设计心得与体会汽车尾灯控制电路是种应用极为广泛的设备。具有极好的性价比。在进行设计的过程中，发现整个电路的结构并不是太复杂。整个电路主要由四部分组成:时钟脉冲发生器，触发器，逻辑控制门及发光管驱动电路。其中，时钟脉冲发生器在电路中有极重要的作用，能够通过计算得到需要的脉冲，使其发出不同的频率产生不一样的脉冲。这样才能使电路更好的工作，是控制发光管的一项主要装置之一。而在这之中，如何设置电容和电阻就显得至关重要。通过课程设计，我更加扎实的掌握了有关数字集成芯片应用方面的知识，虽然在设计中遇到了许多棘手的问题，但经过认真的思考，仔细的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。鉴于此，我会更加努力的学习以充实自己。最后，通过这次课程设计我有了很多收获。它让我获得更多数字电路在实际中的应用，也让我数字电路相关的知识得到了巩固与拓展。参考文献数字电子技术基础艾永乐付子义中国电力出版社电子技术基础