畢業(yè)論文---汽車尾燈控制器的電路設(shè)計(jì)

1、<p>　　汽車尾燈控制器的電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　姓名： </b></p><p>　　專業(yè)名稱：應(yīng)用電子技術(shù) </p><p><b>　　指導(dǎo)教師： </b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　前

2、言伴隨現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，人們正處于一個(gè)信息時(shí)代，每天要從周圍環(huán)境獲取大量的信息，例如，電視、廣播、印刷媒體等為人們報(bào)道世界范圍內(nèi)發(fā)生的各種事件。這些信息通常是通過我們的感覺器官（眼、耳等）進(jìn)入大腦，并被存儲(chǔ)下來，以作進(jìn)一步的分析。數(shù)字電子技術(shù)幾乎應(yīng)用于每一電子設(shè)備或電子系統(tǒng)中。計(jì)算機(jī)、計(jì)算器、電視機(jī)、音響系統(tǒng)、視頻記錄設(shè)備、光碟、長途電信及衛(wèi)星系統(tǒng)等，無一不采用數(shù)字系統(tǒng)。所以，掌握或具有一定的數(shù)字電子技術(shù)對(duì)我們工科類大學(xué)生來說是至關(guān)重

3、要的。此次課程設(shè)計(jì)接近現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，將我們?cè)谡n堂上的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際生活當(dāng)中。在設(shè)計(jì)的過程中，需要我們對(duì)理論知識(shí)理解透徹，對(duì)所需的各個(gè)電子元件熟悉了解以及具有化繁為簡(jiǎn)的總體設(shè)計(jì)思想。電子產(chǎn)品要求原理簡(jiǎn)單，造價(jià)成本低。因此，越簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)越能吸引制造商的眼球，越能滿足生活要求。汽車的尾燈是其運(yùn)行方式的最直接表示方式，令行人或其他車輛清晰明白它將要發(fā)生的動(dòng)態(tài)變化。從而避免交通事故的發(fā)生。設(shè)計(jì)此電路要求嚴(yán)格符合交通規(guī)則，尾燈閃亮或熄滅準(zhǔn)確，才不會(huì)

4、讓行人或其他車輛產(chǎn)生誤解。NI Multisim10仿真為模、數(shù)電畫圖軟件；ISIS 為仿真軟件。設(shè)計(jì)中會(huì)用到這兩個(gè)軟</p><p>　　關(guān)鍵詞：發(fā)光二極管 Multisim10 設(shè)計(jì)程序</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This subject introduces a new simple

5、 based on SCM automobile tail light control circuit design methods, this design mainly to solve how to more flexible automobile tail light controller to control, turn left, turn right and nasty brake information, etc. Th

6、rough the design automobile tail light display and control circuit, can be a very good comprehensive we had learned to single chip microcomputer, the C language, analog circuits knowledge, be familiar with the basic meth

7、od of the electronic cir</p><p>　　At present in the domestic and foreign, the whole social trends are low energy, environmental protection, high efficiency for the subject. So is the trend of the development

8、 of the LED taillights, and now of high-grade car has started configuration.</p><p>　　Keywords: light emitting diode, Multisim10, design program</p><p><b>　　目錄</b></p><p&g

9、t;<b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　前言1</b></p><p><b>　　1 概述3</b></p><p>　　1.1本課題的意義3</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)要求

10、3</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)軟件Multisim介紹3</p><p>　　1.4設(shè)計(jì)方案選擇5</p><p>　　2 單元電路設(shè)計(jì)7</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)原理7</p><p>　　2.2總設(shè)計(jì)體圖13</p><p>　　2.3單元電路設(shè)計(jì)13</p&

11、gt;<p>　　2.3.1設(shè)計(jì)秒脈沖電路的設(shè)計(jì)16</p><p>　　2.3.2三進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)18</p><p>　　2.3.3開關(guān)控制電路設(shè)計(jì)20</p><p>　　2.4系統(tǒng)電路框圖22</p><p>　　3 仿測(cè)試結(jié)果分析23</p><p>　　3.1汽車尾燈控制電路仿真運(yùn)行

12、23</p><p>　　3.2當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)時(shí)仿真運(yùn)行24</p><p>　　3.3當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)時(shí)仿真運(yùn)行26</p><p>　　3.4當(dāng)汽車當(dāng)汽車剎車時(shí)仿真運(yùn)行27</p><p><b>　　總結(jié)29</b></p><p><b>　　致謝30</b><

13、;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p>　　附件 焊接技術(shù)32</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　汽車作為現(xiàn)代交通工具已大量進(jìn)入人們的生活，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)于汽車的控制電路，也已從過去的全人工開關(guān)控制發(fā)展到了智能化控制。在夜晚或因天氣原因能

14、見度不高的時(shí)候，人們對(duì)汽車安全行駛要求很高．汽車尾燈控制系統(tǒng)給大家?guī)砹朔奖?。汽車尾燈控制器是隨汽車智能化技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的，汽車尾燈一般是用基于微處器的硬件電路結(jié)構(gòu)構(gòu)成，正因?yàn)橛布娐返木窒扌?，不能隨意的更改電路的功能和性能，且可靠性得不到保證，因此對(duì)汽車尾燈控制系統(tǒng)的發(fā)展帶來一定的局限性。難以滿足現(xiàn)代汽車的智能化發(fā)展[8]。 </p><p>　　隨著(EDA)仿真技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)和設(shè)計(jì)

15、工具發(fā)生了深刻的變化。利用硬件描述語言對(duì)數(shù)字系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行描述是EDA的關(guān)鍵技術(shù)之一。C語言是目前主流的硬件描述語言，它具有很強(qiáng)的電路描述和建模能力，且有與具體硬件電路無關(guān)和與設(shè)計(jì)平臺(tái)無關(guān)的特性．在語言易讀性和層次化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和應(yīng)用潛力。</p><p>　　本文采用先進(jìn)的EDA技術(shù)，利用Multisim工作平臺(tái)，設(shè)計(jì)了汽車尾燈控制系統(tǒng)．并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真及驗(yàn)證。尾燈顯示系統(tǒng)采用發(fā)光二極管

16、LED(1ight emitting diode)。由于其具備體積小、壽命長、低能耗、耐震動(dòng)、無頻閃及反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)已成為備受矚目的新一代車燈光源技術(shù)。目前通用的汽車尾燈光源仍然是白熾燈和節(jié)能燈占主導(dǎo)地位，加上紅、黃等配光透鏡實(shí)現(xiàn)配光要求，缺點(diǎn)是易損壞、耗電量大、壽命短、激勵(lì)響應(yīng)時(shí)間長，給道路交通帶來安全隱患等?，F(xiàn)有的LED汽車尾燈主要有兩種：一種是用多個(gè)LED密布于燈殼內(nèi)直接經(jīng)配光透鏡配光，其缺點(diǎn)是用了多顆LED或者用大功率LED，

17、成本高；另外一種是將LED排布成平面或者柱狀置于燈殼內(nèi)，經(jīng)自由曲面反射腔配光或自由曲面反射腔和配光透鏡聯(lián)臺(tái)配光，其缺點(diǎn)是自由曲面反射腔制作工藝復(fù)雜?，F(xiàn)針對(duì)目前LED汽車尾燈配光困難、體積大等缺陷，有效利用LED光源體積小、亮度高等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種節(jié)能、高效的新型組合式LED汽車尾燈。</p><p>　　最后論文對(duì)課題內(nèi)容及成果進(jìn)行了總結(jié)。</p><p><b>　　1 概述&

18、lt;/b></p><p><b>　　1.1本課題的意義</b></p><p>　　通過555系列來制作脈沖產(chǎn)生器，利用J-K觸發(fā)器改制三進(jìn)制計(jì)數(shù)器和譯碼器的使用等一系列方法。實(shí)驗(yàn)通過發(fā)光二極管模擬汽車尾燈來實(shí)現(xiàn)了汽車在行駛時(shí)候的四種情況：正常行駛，左拐彎，右拐彎，臨時(shí)剎車。隨后運(yùn)用軟件中的仿真功能對(duì)其予以仿真，從仿真的結(jié)果中分析程序的正確性。待所有模塊的

19、功能正確之后，運(yùn)用原理圖搭建頂層電路并進(jìn)行整體仿真直至達(dá)到最初的設(shè)計(jì)要求，最后做成實(shí)物，進(jìn)行驗(yàn)證。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　在汽車尾部左右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈（假定用發(fā)光二極管模擬），根據(jù)汽車運(yùn)行的狀況，指示燈需具有四種不同的狀態(tài)：1)汽車正向行駛時(shí)，左右兩側(cè)的指示燈處于熄滅狀態(tài)； 2）汽車向右轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，右側(cè)的三個(gè)指示

20、燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮； 3）汽車向左轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，左側(cè)的三個(gè)指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮； 4）汽車臨時(shí)剎車時(shí)，左右兩側(cè)指示燈處于同時(shí)閃爍狀態(tài)。</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)軟件Multisim介紹</p><p>　　1.Multisim 2001提供了多種工具欄，并以層次化的模式加以管理，用戶可以通過View菜單中的選項(xiàng)方便地將頂層的工具欄打開或關(guān)閉，再通過頂層工具欄中的按鈕來管理和控制下層的

21、工具欄。通過工具欄，用戶可以方便直接地使用軟件的各項(xiàng)功能。頂層的工具欄有：Standard工具欄、Design工具欄、Zoom工具欄，Simulation工具欄</p><p>　　2. Design工具欄作為設(shè)計(jì)工具欄是Multisim的核心工具欄，通過對(duì)該工作欄按鈕的操作可以完成對(duì)電路從設(shè)計(jì)到分析的全部工作，其中的按鈕可以直接開關(guān)下層的工具欄：Component中的Multisim Master工具欄，Ins

22、trument工具欄。 （1）作為元器件（Component）工具欄中的一項(xiàng)，可以在Design工具欄中通過按鈕來開關(guān)MultisimMaster工具欄。該工具欄有14個(gè)按鈕，每個(gè)每一個(gè)按鈕都對(duì)應(yīng)一類元器件，其分類方式和Multisim元器件數(shù)據(jù)庫中的分類相對(duì)應(yīng)，通過按鈕上圖標(biāo)就可大致清楚該類元器件的類型。具體的內(nèi)容可以從Multisim的在線文檔中獲取。 這個(gè)工具欄作為元器件的頂層工具欄，每一個(gè)按鈕又可以開關(guān)下層的工具

23、欄，下層工具欄是對(duì)該類元器件更細(xì)致的分類工具欄。以第一個(gè)按鈕為例。通過這個(gè)按鈕可以開關(guān)電源和信號(hào)源類的Sources工具欄. （2）Instruments工具欄集中了Multisim為用戶提供的所有虛擬儀器儀表，用戶可以通過按鈕選擇自己需要的儀器對(duì)電路進(jìn)行觀測(cè)。</p><p>　　3．用戶可以通過Zoom工具欄方便地調(diào)整所編輯電路的視圖大小。</p><p>　　4．Simula

24、tion工具欄可以控制電路仿真的開始、結(jié)束和暫停。</p><p>　　5. EDA軟件所能提供的元器件的多少以及元器件模型的準(zhǔn)確性都直接決定了該EDA軟件的質(zhì)量和易用性。Multisim為用戶提供了豐富的元器件，并以開放的形式管理元器件，使得用戶能夠自己添加所需要的元器件。</p><p>　　6. Multisim以庫的形式管理元器件，通過菜單Tools/ Database Manag

25、ement打開Database Management（數(shù)據(jù)庫管理）窗口,對(duì)元器件庫進(jìn)行管理.</p><p>　　7. 在Database Management窗口中的Daltabase列表中有兩個(gè)數(shù)據(jù)庫:Multisim aster和User。其中Multisim Master庫中存放的是軟件為用戶提供的元器件,user是為用戶自建元器件準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)庫。用戶對(duì)Multisim Master數(shù)據(jù)庫中的元器件和表示方

26、式?jīng)]有編輯權(quán)。當(dāng)選中Multisim Master時(shí)，窗口中對(duì)庫的編輯按鈕全部失效而變成灰色。但用戶可以通過這個(gè)對(duì)話窗口中的Button in Toolbar顯示框，查找?guī)熘胁煌悇e器件在工具欄中的表示方法。</p><p>　　8. 據(jù)此用戶可以通過選擇User數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而對(duì)自建元器件進(jìn)行編輯管理。在Multisim Master中有實(shí)際元器件和虛擬元器件，它們之間根本差別在于：一種是與實(shí)際元器件的型號(hào)、參數(shù)值

27、以及封裝都相對(duì)應(yīng)的元器件，在設(shè)計(jì)中選用此類器件，不僅可以使設(shè)計(jì)仿真與實(shí)際情況有良好的對(duì)應(yīng)性,還可以直接將設(shè)計(jì)導(dǎo)出到Ultiboard中進(jìn)行PCB的設(shè)計(jì)。另一種器件的參數(shù)值是該類器件的典型值，不與實(shí)際器件對(duì)應(yīng)，用戶可以根據(jù)需要改變器件模型的參數(shù)值，只能用于仿真，這類器件稱為虛擬器件。它們?cè)诠ぞ邫诤蛯?duì)話窗口中的表示方法也不同。在元器件工具欄中，雖然代表虛擬器件的按鈕的圖標(biāo)與該類實(shí)際器件的圖標(biāo)形狀相同，但虛擬器件的按鈕有底色，而實(shí)際器件沒有。

28、</p><p>　　9. 詳細(xì)的報(bào)告能夠呈現(xiàn)材料清單、元件詳細(xì)報(bào)告、網(wǎng)絡(luò)報(bào)表、原理圖統(tǒng)計(jì)報(bào)告、多余門電路報(bào)告、模型數(shù)據(jù)報(bào)告、交叉報(bào)表7種報(bào)告。</p><p>　　10. 兼容性好的信息轉(zhuǎn)換提供了轉(zhuǎn)換原理圖和仿真數(shù)據(jù)到其他程序的方法，可以輸出原理圖到PCB布線（如Ultiboard、OrCAD、PADS Layout2005、P-CAD和Protel）；輸出仿真結(jié)果到MathCAD、Ex

29、cel或LabVIEW；輸出網(wǎng)絡(luò)表文件；向前和返回注；提供Internet Design Sharing（互聯(lián)網(wǎng)共享文件）。</p><p><b>　　1.4設(shè)計(jì)方案選擇</b></p><p>　　方案一：該方案通過74LS160或74LS161計(jì)數(shù)器構(gòu)成能產(chǎn)生00、01、10三種狀態(tài)循環(huán)的信號(hào)。</p><p>　　方案二：通過雙 J-K

30、 觸發(fā)器 74LS76來產(chǎn)生00、01、10的三種狀態(tài)信號(hào)。</p><p>　　方案三：通過D觸發(fā)器產(chǎn)生00、01、10的三種狀態(tài)信號(hào)。 </p><p>　　方案四：通過T觸發(fā)器產(chǎn)生00、01、100的三種狀態(tài)信號(hào)。</p><p>　　第一種方案非常簡(jiǎn)單，但是該方案在模擬時(shí)發(fā)現(xiàn)，由于計(jì)數(shù)器競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)的存在，使得尾燈在閃爍時(shí)總會(huì)出現(xiàn)不自然的中間過程，所以不推薦使用

31、。相對(duì)的是第二種方案，效果是最好的，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，所以選用此方案。第三種方案，由于電路結(jié)構(gòu)較之上一方案有點(diǎn)復(fù)雜，而且需要芯片比較多，成本較高，因此不采用此方案。</p><p>　　1. 汽車行駛時(shí)有正常行駛、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和剎車四種情況，設(shè)汽車尾部左右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈（用發(fā)光二極管模擬）。</p><p>　　汽車正常運(yùn)行時(shí)指示燈全滅</p><p>　　汽

32、車右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮</p><p>　　汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè)燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮</p><p>　　汽車臨時(shí)剎車時(shí)所有指示燈同時(shí)閃爍</p><p>　　2. 汽車尾燈控制電路主要由開關(guān)控制電路，三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，譯碼、顯示驅(qū)動(dòng)電路組成。由于汽車左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)時(shí)，三個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼器電路順序輸出低電平，從而控制尾燈按要求點(diǎn)

33、亮。</p><p>　　首先，設(shè)置兩個(gè)可控的開關(guān)，可產(chǎn)生00、01、10、11四種狀態(tài)。</p><p>　　開關(guān)置為00狀態(tài)時(shí)，汽車處于正常行駛狀態(tài)；</p><p>　　開關(guān)置為01狀態(tài)時(shí)，汽車處于右轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)；</p><p>　　開關(guān)置為10狀態(tài)時(shí)，汽車處于左轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)；</p><p>　　開關(guān)置為11狀態(tài)

34、時(shí)，汽車處于剎車狀態(tài)。</p><p>　　根據(jù)不同的狀態(tài)，繪制汽車尾燈和汽車運(yùn)行狀態(tài)表1如下：</p><p>　　圖1.1汽車尾燈運(yùn)行狀態(tài)表</p><p>　　2. 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器可由74LS163芯片和74LS00構(gòu)成；譯碼電路可用譯碼器74LS138和6個(gè)與非門構(gòu)成；顯示、驅(qū)動(dòng)電路由6個(gè)發(fā)光二極管和6個(gè)反向器構(gòu)成。</p><p>

35、　　圖1.2汽車尾燈控制邏輯功能</p><p><b>　　分析：</b></p><p>　　燈需要在不同的情況下出現(xiàn)以下三種情況，全滅，閃爍，循環(huán)亮滅。可以利用計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生循環(huán)脈沖信號(hào)或者利用數(shù)據(jù)選擇器對(duì)需要的信號(hào)進(jìn)行選通來達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?lt;/p><p>　　脈沖信號(hào)的產(chǎn)生?？紤]利用555定時(shí)器構(gòu)成分頻電路，來得到需要的頻率的脈沖

36、信號(hào)。</p><p>　　由于汽車左右轉(zhuǎn)彎時(shí)，3個(gè)燈循環(huán)點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼器電路循序輸出低電平，從而控制尾燈按要求點(diǎn)亮。由此得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下，各種指示燈與各種給定的條件下的關(guān)系，即邏輯功能表3所示。</p><p><b>　　表3邏輯功能表</b></p><p><b>　　2 單元電路設(shè)計(jì)</b>

37、</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　1. 汽車尾燈控制電路主要由開關(guān)控制電路，三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，譯碼、顯示驅(qū)動(dòng)電路組成。由于汽車左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)時(shí)，三個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼器電路順序輸出低電平，從而控制尾燈按要求點(diǎn)亮。</p><p>　　首先，設(shè)置兩個(gè)可控的開關(guān)，可產(chǎn)生00、01、10、11

38、四種狀態(tài)。</p><p>　　開關(guān)置為00狀態(tài)時(shí)，汽車處于正常行駛狀態(tài)；</p><p>　　開關(guān)置為01狀態(tài)時(shí)，汽車處于右轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)；</p><p>　　開關(guān)置為10狀態(tài)時(shí)，汽車處于左轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)；</p><p>　　開關(guān)置為11狀態(tài)時(shí)，汽車處于剎車狀態(tài)。</p><p>　　三進(jìn)制計(jì)數(shù)器可由74LS163芯片和

39、74LS00構(gòu)成；譯碼電路可用譯碼器74LS138和6個(gè)與非門構(gòu)成；顯示、驅(qū)動(dòng)電路由6個(gè)發(fā)光二極管和6個(gè)反向器構(gòu)成。</p><p><b>　　原理框圖如圖所示：</b></p><p>　　圖2.1 原理框圖</p><p>　　2.單元電路設(shè)汽車尾燈控制電路如圖2.2所示，其顯示驅(qū)動(dòng)電路由6個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成；譯碼電路由3—8線譯碼器74

40、LSl38和6個(gè)與門構(gòu)成。74LSl38的三個(gè)輸入端A2、A1、A0分別接S1、Q1、Q0，而Q1Q0是三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出端。當(dāng)S1＝0，使能信號(hào)A=G=1，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為00，01，10時(shí)，74LSl38對(duì)應(yīng)的輸出端、、依次為0有效(、、信號(hào)為“1”無效)，反相器G1—G3的輸出端也依次為0，故指示燈D1→D2→D3按順序點(diǎn)亮，示意汽車右轉(zhuǎn)彎。若上述條件不變，而S1＝1，則74LSl38對(duì)應(yīng)的輸出端、、依次為0有效，即反相器G4～G6

41、的輸出端依次為0，故指示燈D4→D5→D6按順序點(diǎn)亮，示意汽車左轉(zhuǎn)彎。當(dāng)G＝0，A=1時(shí)，74LSl38的輸出端全為1，G6～G1的輸出端也全為1，指示燈全滅；當(dāng)G＝0，A＝CP時(shí)，指示燈隨CP的頻率閃爍。CP脈沖源是由555電路構(gòu)成的.開關(guān)電路控制A G的電平高低，從而控制計(jì)數(shù)電路的變化。整體電路圖如下：</p><p>　　圖2.2 整體電路</p><p>　　3.三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電

42、路可由16進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS161構(gòu)成，如下圖所示。 </p><p>　　圖2.3三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路</p><p>　　4.汽車左或右轉(zhuǎn)彎時(shí)由于是三個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼電路順序輸出低電平，從而控制尾燈按要求電路，由此得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下，各指示燈與各給定條件的關(guān)系，即邏輯功能表：（0表示燈滅，1表示燈亮）</p><p>　　表（2.1）邏

43、輯功能表：</p><p>　　此計(jì)數(shù)器由74LS163芯片主要構(gòu)成，74LS163計(jì)數(shù)功能簡(jiǎn)介：其計(jì)數(shù)是同步的，靠CP同時(shí)加在四個(gè)觸發(fā)器上而實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)CTp和CTt均為高電平時(shí)，在CP上升沿作用下Q0-Q3同時(shí)變化，從而消除了異步計(jì)數(shù)器中出現(xiàn)的計(jì)數(shù)尖峰。對(duì)于74LS163，只有當(dāng)CP為高電平時(shí)CTp和CTt才允許高至低電平的跳變，而與CP無關(guān)。74LS163的引腳圖及真值表： </p><

44、;p>　　5.譯碼、顯示驅(qū)動(dòng)電路圖如下圖所示：</p><p>　　圖2.4 譯碼、顯示驅(qū)動(dòng)電路圖</p><p><b>　　6.開關(guān)控制電路</b></p><p>　　開關(guān)控制電路通過控制開關(guān)J1和J2的開通于關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)汽車正常行駛、左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎和剎車四種狀態(tài)。</p><p>　　J1、J2置于00狀態(tài)時(shí)

45、，汽車處于正常行駛狀態(tài)；</p><p>　　J1、J2置于01狀態(tài)時(shí)，汽車處于右轉(zhuǎn)彎狀態(tài)；</p><p>　　J1、J2置于10狀態(tài)時(shí)，汽車處于左轉(zhuǎn)彎狀態(tài)；</p><p>　　J1、J2置于11狀態(tài)時(shí)，汽車處于剎車狀態(tài)。</p><p>　　圖2.5開關(guān)控制電路圖</p><p>　　4. 汽車尾燈電路 如圖2.

46、2所示，其顯示驅(qū)動(dòng)電路由6個(gè)發(fā)光二極管和6個(gè)反相器構(gòu)成；譯碼電路由3-8線譯碼器74LS138和6個(gè)與非門構(gòu)成。74LS138的三個(gè)輸入端A2、A1、A0分別接S1、Q1、Q0，而Q1Q0是三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出端。當(dāng)S1 = 0、S0 = 1,使能信號(hào)A=G=1，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為00，01，10時(shí)，74LS138對(duì)應(yīng)的輸出端0Y,1Y,2Y依次為0有效(4Y,5Y,6Y信號(hào)為“1”無效)，即反相器G1~G3的輸出端也依次為0，故指示燈D1→

47、D2→D3按順序點(diǎn)亮示意汽車右轉(zhuǎn)彎。若上述條件不變，而S1=1、S0=0，則74LS138對(duì)應(yīng)的輸出端4Y、5Y、6Y依次為0有效，即反相器G4~G6的輸出端依次為0，故指示燈D4→D5→D6按順序點(diǎn)亮，示意汽車左轉(zhuǎn)彎。當(dāng)G=0，A=1時(shí)，74LS138的輸出端全為1，G6~G1的輸出端也全為1，指示燈全滅燈；當(dāng)G=0，A=CP時(shí)，指示燈隨CP的頻率閃爍。</p><p><b>　　2.2總設(shè)計(jì)體圖&

48、lt;/b></p><p>　　圖2.6 整體電路</p><p><b>　　2.3單元電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路可由雙J-K觸發(fā)器74LS76構(gòu)成。</p><p>　　汽車尾燈電路如圖4所示，其顯示電路有6個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成；譯碼電路由3-8線譯碼器74LS138和6個(gè)與4非門

49、構(gòu)成。74LS138的三個(gè)輸入端A2、A1、A0分別接S1、Q1、Q0，而Q1Q0是三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出端。當(dāng)S1=0、使能信號(hào)A=G=1，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為00，01，10時(shí)，74LS138對(duì)應(yīng)的輸出端</p><p>　　依次為0有效（信號(hào)為“1”無效），故指示燈D1D2D3按順序點(diǎn)亮示意汽車右轉(zhuǎn)彎。若上述條件不變，而S1=1，則74LS138對(duì)應(yīng)的輸出端依次為0，故指示燈D4D5D6按順序點(diǎn)亮，示意汽車左轉(zhuǎn)彎。當(dāng)

50、G=0，A=1時(shí)，74LS138的輸出端全為1，指示燈全滅燈；當(dāng)G=0,A=CP時(shí)，指示燈隨CP的頻率閃爍。</p><p>　　圖2.7 三進(jìn)制計(jì)數(shù)電路</p><p>　　開關(guān)控制電路。設(shè)74LS138和顯示電路的使能端信號(hào)分別為G和A，根據(jù)總體邏輯功能表分析及組合得G、A與給定條件（S1、S0、CP）的真值表，如表3所示。由表3經(jīng)過整理得邏輯表達(dá)式為</p><

51、p>　　時(shí)鐘信號(hào)源（CLK）設(shè)計(jì)：</p><p>　　在本次實(shí)驗(yàn)中，汽車尾燈的閃爍快慢要由計(jì)數(shù)器74138產(chǎn)生的數(shù)的快慢來決定，即與時(shí)鐘CLK的頻率有關(guān)。在本次設(shè)計(jì)中，我想利用555定時(shí)器產(chǎn)生0.5kHZ的方波。設(shè)計(jì)計(jì)算公式：</p><p>　　高電平時(shí)間： 低電平時(shí)間： </p><p>　　圖2.8 555脈沖電路</p>

52、<p>　　仿真波形以及連接圖形如圖</p><p>　　圖2.9 仿真圖形</p><p>　　2.3.1設(shè)計(jì)秒脈沖電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　方案一：石英晶體振蕩器；</p><p>　　此電路的振蕩頻率僅取決于石英晶體的串聯(lián)諧振頻率fs，而與電路中的R、C的值無關(guān)。所以此電路能夠得到頻率穩(wěn)定性極高的脈沖波形，它的缺點(diǎn)就

53、是頻率不能調(diào)節(jié)，而且頻帶窄，不能用于寬帶濾波。此電路非常適合秒脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)，但由于盡量和課堂知識(shí)聯(lián)系起來，所以沒有采用此電路。</p><p>　　方案二：由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器；</p><p>　　由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。555定時(shí)器的管腳圖如圖5.1所示。由于555定時(shí)器內(nèi)部的比較器靈敏度高，輸出驅(qū)動(dòng)電流大，功能靈活，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓和

54、溫度的影響很小。所以由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器的振蕩頻率穩(wěn)定，不易受干擾，因此采用此方案。圖5.1是 555定時(shí)器的引腳圖。</p><p>　　圖2.10 555定時(shí)器的引腳圖</p><p>　　由于本次實(shí)驗(yàn)對(duì)脈沖的要求不高，同時(shí)為了保證二極管的閃爍適宜，可以讓脈沖周期設(shè)定為一秒左右即可。</p><p>　　由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器時(shí)輸出頻率為：&

55、lt;/p><p><b>　　T1</b></p><p><b>　　T2</b></p><p><b>　　則電路的震蕩周期為</b></p><p><b>　　震蕩頻率為</b></p><p>　　經(jīng)過計(jì)算，這里選擇=10

56、KΩ，=510KΩ，C=1.4uF，則輸出信號(hào)為1HZ（周期為1秒）。</p><p>　　圖1.12 555定時(shí)器的電路圖</p><p>　　2.3.2三進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)</p><p>　　表（2.2） 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表</p><p>　　由J-K觸發(fā)器構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器：圖2.13為74LS76引腳圖，利用74LS76實(shí)現(xiàn)三進(jìn)

57、制計(jì)數(shù)電路如圖2.14所示。</p><p>　　圖2.13 74LS76芯片引腳圖</p><p>　　圖2.14 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　2.3.3開關(guān)控制電路設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)譯碼器與顯示驅(qū)動(dòng)電路的使能控制信號(hào)為G和F，G與譯碼器74LS138的使能輸入端G相連接，F(xiàn)與顯示驅(qū)動(dòng)電路中與非門的一個(gè)輸入端相連接。由總體

58、邏輯功能可知，G和F與開關(guān)控制變量，K1、K0以及時(shí)鐘脈沖CP之間的關(guān)系如表（2.3）所示。</p><p>　　表（2.3） 使能控制信號(hào)與開關(guān)控制變量、時(shí)鐘脈沖的關(guān)系</p><p>　　根據(jù)G和F的邏輯表達(dá)式，可畫出開關(guān)控制電路。如圖2.15所示</p><p>　　圖2.15 開關(guān)控制電路</p><p>　　開關(guān)控制電路。設(shè)74LS

59、138和顯示電路的使能端信號(hào)分別為G和A，根據(jù)總體邏輯功能表分析及組合得G、A與給定條件（S1、S0、CP）的真值表，如表3所示。由表3經(jīng)過整理得邏輯表達(dá)式為</p><p><b>　　邏輯表（2.4）</b></p><p><b>　　圖2.16</b></p><p>　　由上式得開關(guān)控制電路，如圖所示。 <

60、/p><p><b>　　2.4系統(tǒng)電路框圖</b></p><p>　　圖2.17 系統(tǒng)邏輯框圖</p><p><b>　　3 仿測(cè)試結(jié)果分析</b></p><p>　　3.1汽車尾燈控制電路仿真運(yùn)行</p><p>　　1.汽車尾燈控制電路仿真運(yùn)行(圖中S1=A,S0

61、=S)</p><p>　　當(dāng)汽車正常運(yùn)行時(shí)，S1=S0=0,使G=0,A=1，74LS138的輸出端全為1，G6~G1的輸出端也全為1，指示燈全滅燈。</p><p>　　2.當(dāng)汽車正常行駛時(shí)，J1J2處于00狀態(tài)，指示燈全滅，仿真結(jié)果如圖所示：</p><p>　　圖3. 1正常行駛時(shí)電路仿真圖</p><p>　　測(cè)得仿真波形如下圖所示

62、：</p><p>　　圖3.2正常行駛時(shí)左尾燈仿真波形圖</p><p>　　圖3. 3正常行駛時(shí)右尾燈仿真波形圖</p><p>　　3.2當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)時(shí)仿真運(yùn)行</p><p>　　當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)時(shí)，J1、J2處于10狀態(tài)，LED4、LED5、LED6循環(huán)點(diǎn)亮，仿真電路圖如下圖所示：</p><p>　　圖3. 4左轉(zhuǎn)

63、彎時(shí)電路仿真圖</p><p>　　仿真波形如下圖所示：</p><p>　　圖3. 5左轉(zhuǎn)彎時(shí)左尾燈仿真波形圖</p><p>　　圖3. 6左轉(zhuǎn)彎時(shí)右尾燈仿真波形圖</p><p>　　3.3當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)時(shí)仿真運(yùn)行</p><p>　　當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)，J1、J2處于01狀態(tài)，LED1、LED2、LED3循環(huán)點(diǎn)亮，仿真電路

64、圖如下圖所示：</p><p>　　圖3. 7右轉(zhuǎn)彎時(shí)電路仿真圖</p><p>　　仿真波形如下圖所示：</p><p>　　圖3. 8右轉(zhuǎn)彎時(shí)左尾燈仿真波形圖</p><p>　　3.4當(dāng)汽車當(dāng)汽車剎車時(shí)仿真運(yùn)行</p><p>　　當(dāng)汽車剎車時(shí)，S1=S0=1時(shí)，G=0，A=CP，指示燈隨CP的頻率閃爍。<

65、/p><p>　　當(dāng)汽車剎車時(shí)電路仿真圖</p><p><b>　　總結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)是通過查閱各種資料和我們的討論的思考做出來的，在設(shè)計(jì)的過程中我們想用DXP2004仿真但是由于時(shí)間關(guān)系，我們掌握不了。由于學(xué)過Quartus II 5.0，于是在仿真的時(shí)候我們就想到用Quartus II 5.0仿真來替代。經(jīng)過思考后覺得

66、由于我們的主電路都是數(shù)字電路構(gòu)成的，所以完全可以由Quartus II 5.0仿真。但是對(duì)于輸入脈沖CLK的頻率較小，我們又必須設(shè)計(jì)一個(gè)頻率較小的方波源，通過網(wǎng)上查閱資料可以利用555定時(shí)器構(gòu)成，于是我們又自己設(shè)計(jì)一個(gè)方波源。但是設(shè)計(jì)好方波源后我們必須仿真看是否正確，于是就用到了Multisim2001進(jìn)行仿真。這次我們?cè)O(shè)計(jì)的功能都是逐一增加的，首先實(shí)現(xiàn)老師給我們提示的文檔上面的功能，然后增加一定的功能。</p><

67、p>　　設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)：基本實(shí)現(xiàn)了汽車在運(yùn)行時(shí)候尾燈點(diǎn)亮方式的各種情況。</p><p>　　設(shè)計(jì)中的不足：由于在行車的時(shí)候都是用開關(guān)控制的，所以每一個(gè)開關(guān)應(yīng)該有一個(gè)消除機(jī)械振動(dòng)的裝置，可以利用基本RS觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)中可以再多用一個(gè)74161來做，從而簡(jiǎn)化電路圖。所以如果在時(shí)間允許的條件下可以對(duì)這一系列的不足進(jìn)行解決，從而是整個(gè)系統(tǒng)更加可靠。</p><p><b>　

68、　致謝</b></p><p>　　此次畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和學(xué)位論文撰寫過程中，得到了多位老師、同學(xué)、朋友的關(guān)心、指導(dǎo)和幫助。入學(xué)以來，各位老師一直以來的辛勤工作和教誨使我能順利地度過這難忘的四年，使我在綜合素質(zhì)提高、專業(yè)理論知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)踐工作能力等各方面受益匪淺。</p><p>　　在此，衷心地感謝我的指導(dǎo)教師李四碩士！他豐富的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和全面的指導(dǎo)，對(duì)我啟發(fā)頗多

69、，收獲頗豐。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是一個(gè)增長知識(shí)的課堂，，在此過程當(dāng)中不斷的認(rèn)識(shí)自己，了解自己，提高自己，無論是在學(xué)習(xí)和生活中都要有所收獲，真正的做到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過場(chǎng)對(duì)自己整個(gè)人生都有所影響，有所回報(bào)，這樣才能使整個(gè)過程更加的有意義。</p><p>　　能取代完美成功，首先我感謝我的指導(dǎo)老師xx老師。本論文是在xx老師的直接引導(dǎo)下完成的，整個(gè)儀器的設(shè)計(jì)和論文的編寫給了我們很大的幫助。

70、李老師嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、認(rèn)真負(fù)責(zé)、實(shí)事求是的科研態(tài)度對(duì)我影響至深，這些影響將使我終身受益。我在此對(duì)xx老師表示最真摯的謝意。</p><p>　　感謝四年以來眾多同學(xué)和朋友的幫助，大家一起在緊張的學(xué)習(xí)之余度過了許多愉快的時(shí)光。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 彭介華．電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)．北京：高等教育出版社，

71、1997</p><p>　　[2] 李振聲．試驗(yàn)電子技術(shù)．北京：國防工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[3] 盧結(jié)成．電子電路試驗(yàn)及應(yīng)用課題設(shè)計(jì)．中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，</p><p>　　[4] 中國集成電路大全編寫委員會(huì)編寫．北京：國防工業(yè)出版社，1985</p><p>　　[5] 梁宗善．電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)．武漢：華中理

72、工大學(xué)出版社，1995</p><p>　　[6] 高吉祥．電子技術(shù)基礎(chǔ)試驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)第二版．國防科技大學(xué)</p><p>　　[7] 陳大欽．電子技術(shù)基礎(chǔ)試驗(yàn)—電子電路實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)．仿真第二版</p><p>　　[8] 何希才．新型電子電路應(yīng)用實(shí)例．科學(xué)技術(shù)出版社2005第一版</p><p>　　[9] 求是科技．8051系列單片機(jī)C程序

73、設(shè)計(jì)完全手冊(cè)．人民郵電出版社</p><p>　　[10] 蔣煥文，孫緒，電子測(cè)量.北京：計(jì)量出版社。1988</p><p>　　[11]謝自梅.電子線路設(shè)計(jì).武漢：華中科技大學(xué)出版社，2000</p><p>　　[12]閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(第四版).北京：高等教育出版社，1998</p><p>　　[13]John F.Waker

74、ly.Digital Design Pricipals and Practice,2001</p><p>　　[14]M.Morris Mano,Digital Design.，Prentice Hall USA，2002</p><p><b>　　附件 焊接技術(shù) </b></p><p><b>　　1.元件清單。</b&

75、gt;</p><p>　　2.參數(shù)計(jì)算與器件選擇</p><p><b>　?。?）電容：</b></p><p>　　考慮到市場(chǎng)上電容值較少，本次課設(shè)中涉及到的電容直接給它定值，C1=0.47uF，C2=0.01uF。</p><p><b>　?。?）電阻：</b></p>&l

76、t;p>　　秒脈沖部分的電阻：由于f為1Hz左右適合觀察即可，根據(jù)公式：f=1.43/C(R1+2R2)，所以選取R1=10kΩ，R2=1500kΩ，C1= 0..47μF。</p><p>　　發(fā)光二極管上拉電阻：由于紅色發(fā)光二極管的壓降為2V左右，而電源電壓才5V。為了使二極管發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到要求，上拉電阻不能太大，大約20Ω左右。</p><p>　　其他電阻可選為10kΩ即可。&