《汽車尾燈顯示控制電路設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì)說明書

1、<p>　　題 目: 《汽車尾燈顯示控制電路設(shè)計(jì)》 </p><p><b>　　初始條件：</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)基于數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，通過自行設(shè)計(jì)電路圖并在電腦上利用Multisim10軟件進(jìn)行仿真。電路所用元件：NE555，74LS00，74LS04，74LS09，74194，發(fā)光二極管6個(gè)，電阻電容若干。</p>&

2、lt;p>　　要求完成的主要任務(wù): </p><p>　　設(shè)汽車尾部左右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈（用發(fā)光管模擬），要求是：</p><p>　　1.汽車正常行駛時(shí)，尾燈全部熄滅。</p><p>　　2.當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)指示燈按右循順序點(diǎn)亮。</p><p>　　3.當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè)指示燈按左循順序點(diǎn)亮。</p>

3、<p>　　4.臨時(shí)剎車時(shí)，所有指示燈同時(shí)閃爍。</p><p><b>　　時(shí)間安排：</b></p><p>　　第20周：理論講解理論設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)室安裝調(diào)試以及撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告；</p><p>　　地點(diǎn)：鑒主15樓通信工程實(shí)驗(yàn)室</p><p>　　指導(dǎo)教師簽名：

4、 年 月 日</p><p>　　系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　Abstract2</p>&l

5、t;p>　　1 原理電路設(shè)計(jì)3</p><p>　　1.1電路性能要求3</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)方案選擇3</p><p>　　1.2.1時(shí)鐘產(chǎn)生電路3</p><p>　　1.2.2 循環(huán)移動(dòng)電路3</p><p>　　1.2.3 控制電路5</p><p>　　1

6、.2.4 邏輯指示電路5</p><p>　　1.3 單元電路設(shè)計(jì)5</p><p>　　1.3.1時(shí)鐘產(chǎn)生電路5</p><p>　　1.3.2循環(huán)電路6</p><p>　　1.3.3控制電路7</p><p>　　1.3.4邏輯電平指示電路8</p><p>　　1.4 完整

7、電路及主要工作原理9</p><p>　　1.4.1完整電路圖9</p><p>　　1.4.2 主要原理9</p><p>　　1.5 元件參數(shù)10</p><p>　　2仿真結(jié)果分析14</p><p>　　2.1時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生電路仿真14</p><p>　　2.2循環(huán)電路仿真

8、15</p><p>　　2.3總電路仿真16</p><p>　　2.3.1 左右轉(zhuǎn)彎尾燈循環(huán)仿真16</p><p>　　2.3.2 剎車尾燈閃爍仿真18</p><p>　　3實(shí)物和仿真性能20</p><p>　　4收獲、體會(huì)和建議21</p><p>　　5主要參考文獻(xiàn)

9、22</p><p><b>　　6元器件清單23</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本汽車尾燈顯示控制電路設(shè)計(jì)采用555產(chǎn)生方波脈沖，由74LS系列芯片構(gòu)成的電路實(shí)現(xiàn)了汽車尾燈顯示控制電路，LED燈實(shí)現(xiàn)顯示電路。本設(shè)計(jì)的主要功能是：汽車正常行駛時(shí)，尾燈全部熄滅；當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右

10、側(cè)3個(gè)指示燈按右循順序點(diǎn)亮；當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè)指示燈按左循順序點(diǎn)亮；臨時(shí)剎車時(shí)，所有指示燈隨時(shí)間脈沖同時(shí)閃爍。本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案原理簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This is a display of controlling circuit of car light design .Using a NE

11、555 to generate square-wave pulses. The car light display control circuit is designed by the chip of 74LS series. LED lights display circuit is used as realization. The primary function of this design is: when driving, t

12、he lights are all out; when the car turns right, the right of three lights turn on in the order of right indication; when the vehicle turns left, the left of three lights turn on in the order of left indicati</p>

13、<p>　　汽車尾燈顯示控制電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1 原理電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.1電路性能要求</b></p><p>　　1.汽車正常行駛時(shí)，尾燈全部熄滅。</p><p>　　2.當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)指示燈按右循順序點(diǎn)亮。</p&g

14、t;<p>　　3.當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè)指示燈按左循順序點(diǎn)亮。</p><p>　　4.臨時(shí)剎車時(shí)，所有指示燈隨時(shí)間脈沖同時(shí)閃爍。</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)方案選擇</b></p><p>　　1.2.1時(shí)鐘產(chǎn)生電路</p><p>　　方案一：時(shí)鐘電路采用由門電路構(gòu)成的多諧振蕩器來實(shí)現(xiàn)。

15、其振蕩頻率取決于電路中的R、C值，在實(shí)際實(shí)物實(shí)現(xiàn)中穩(wěn)定性不夠，頻率調(diào)節(jié)精確度難以把握。</p><p>　　方案二：此課程設(shè)計(jì)中所需要的時(shí)鐘信號(hào)約為1HZ，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，且采用差分電路形式，其振蕩頻率受電源電壓和溫度的影響很小，改變R、C的值就能夠改變其頻率’所以由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器頻率穩(wěn)定且易于調(diào)節(jié)。</p><p>　　綜合穩(wěn)

16、定性和調(diào)節(jié)可實(shí)現(xiàn)性，故本設(shè)計(jì)采用方案二。</p><p>　　1.2.2 循環(huán)移動(dòng)電路</p><p>　　方案一：采用JK觸發(fā)器和3線-8線譯碼器74LS138以及必要的門電路來實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)JK觸發(fā)器的輸出段來實(shí)現(xiàn)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路即00—01—10。兩個(gè)輸出端分別連接74LS138的A0和A1端口。A2端口與開關(guān)S1相連，起到控制作用。74LS138通過編譯對(duì)應(yīng)輸出高低電平，從而來控制6個(gè)

17、LED燈的亮滅情況。</p><p>　　圖1 方案一 循環(huán)移動(dòng)電路</p><p>　　方案二：采用四位雙向移動(dòng)移位寄存器74LS194，當(dāng)S1接低電平二S0接高電平時(shí)芯片，加入時(shí)鐘信號(hào)即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)右移的功能。QD經(jīng)過一個(gè)非門與清零端相接。當(dāng)QD為高電平時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)清零，從而開始下一個(gè)循環(huán)。電路如圖2所示。</p><p>　　圖2 方案二 循環(huán)移動(dòng)電路</

18、p><p>　　方案選擇：對(duì)方案一和方案二進(jìn)行比較后可知，和方案一相比，方案二的電路相對(duì)簡(jiǎn)單且容易實(shí)現(xiàn)，所用的芯片數(shù)量較少且不需要經(jīng)過復(fù)雜的設(shè)計(jì)過程即可實(shí)現(xiàn)電路所需的功能。本報(bào)告選擇方案二。</p><p>　　1.2.3 控制電路</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用三個(gè)復(fù)位鍵A、B、C代表三種不同的情況。當(dāng)A按下時(shí)代表左轉(zhuǎn)彎，當(dāng)C按下時(shí)代表右轉(zhuǎn)彎，當(dāng)B按下是代表臨時(shí)剎車

19、，由適當(dāng)?shù)拈T電路的組合來對(duì)實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)光二極管和74LS194的控制。</p><p>　　1.2.4 邏輯指示電路</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用6個(gè)發(fā)光二極管來代替汽車尾燈進(jìn)行邏輯電平顯示。</p><p>　　1.3 單元電路設(shè)計(jì)</p><p>　　1.3.1時(shí)鐘產(chǎn)生電路</p><p>　　由NE555構(gòu)成多諧

20、振蕩器，電路如圖3所示。</p><p><b>　　圖3 時(shí)鐘產(chǎn)生電路</b></p><p>　　接通電源之前，由于555定時(shí)器組成的多諧振蕩器處沒有工作電源，不能正常工作，輸出為高阻態(tài)，不能提供時(shí)鐘脈沖。當(dāng)接通電源瞬間，多諧振蕩器被觸發(fā)。其內(nèi)部的初始狀態(tài)是隨機(jī)的，因此接通電源瞬間多諧振蕩器的輸出電平也是隨機(jī)的。接通電源后當(dāng)其內(nèi)部狀態(tài)穩(wěn)定，以②腳與⑥腳均為低電平時(shí)

21、的狀態(tài)開始討論，根據(jù)555定時(shí)器的特性，輸出跳變到高電平。其內(nèi)部放電三極管截止，電容C3通過電阻R3和R4被電源充電。當(dāng)電容兩端電壓上升到2/3Vcc時(shí)，②腳與⑥腳的電位也上升到2/3Vcc，根據(jù)555定時(shí)器的特性，輸出端③腳變?yōu)榈碗娖剑瑫r(shí)放電三極管導(dǎo)通，此時(shí)電容C3可以通過R4和三極管放電，使其兩端電壓下降。當(dāng)②腳與⑥腳的電位下降到1/Vcc時(shí)，輸出端電位又跳變到高電平。就這樣一直重復(fù)上述過程循環(huán)往復(fù)，產(chǎn)生一定頻率的諧振波，根據(jù)R、

22、C的參數(shù)不同其振蕩的頻率可以調(diào)整。由多謝振蕩器頻率公式f=1/(ln2（R1+R2）C+ln2R2C)≈1.43/(R1+2R2)C可知,這里取R1=43K，R2=50K，C=10uF，濾波電容為0.01uF。時(shí)鐘電路產(chǎn)生的信號(hào)頻率約為1HZ。</p><p><b>　　1.3.2循環(huán)電路</b></p><p>　　汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，在右轉(zhuǎn)彎開關(guān)控制下，右側(cè)三個(gè)尾燈如

23、圖4所示右循環(huán)點(diǎn)亮。</p><p>　　圖4 汽車尾燈右循環(huán)亮滅</p><p>　　汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，在左轉(zhuǎn)彎開關(guān)控制下，左側(cè)三個(gè)尾燈也如圖4所示周期性亮滅。由74LS194移位寄存器構(gòu)成的循環(huán)移動(dòng)電路，可實(shí)現(xiàn)此功能，即QAQBQC按100→110→111→000循環(huán)移動(dòng)，當(dāng)1時(shí)發(fā)光二極管熄滅，當(dāng)0是發(fā)光二極管點(diǎn)亮。電路有時(shí)鐘脈沖信號(hào)控制。電路圖如圖5所示。</p><

24、p><b>　　圖5循環(huán)電路</b></p><p><b>　　1.3.3控制電路</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)的控制電路是通過邏輯們電路來實(shí)現(xiàn)的?？刂齐娐穼?shí)現(xiàn)以下功能：當(dāng)A、B、C都為1時(shí)，QAQBQC信號(hào)被隔斷，發(fā)光二極管熄滅；當(dāng)A=0,B=1，C=1時(shí)，QAQBQC信號(hào)送到左邊的發(fā)光二極管，發(fā)光二極管左循環(huán)閃爍；當(dāng)C=0,B=

25、1,A=1時(shí)，QAQBQC信號(hào)送到右邊的發(fā)光二極管，發(fā)光二極管右循環(huán)閃爍；當(dāng)B=0時(shí)，QAQBQC信號(hào)被隔斷，同時(shí)時(shí)鐘信號(hào)送到6個(gè)發(fā)光二極管，6個(gè)發(fā)光二極管出現(xiàn)周期性閃爍?？刂谱笥肄D(zhuǎn)彎的開關(guān)控制電路通過與非門和與門與LED顯示電路的與非門相連來實(shí)現(xiàn)?？刂苿x車的開關(guān)控制電路通過與非門與脈沖信號(hào)相連實(shí)現(xiàn)。電路圖如圖6所示。</p><p><b>　　圖6控制電路</b></p>

26、<p>　　1.3.4邏輯電平指示電路</p><p>　　由發(fā)光二極管來代替汽車尾燈，通過200歐限流電阻接到VCC。當(dāng)輸入端位高時(shí)，燈滅；為低時(shí)，燈亮。電路如圖7所示。</p><p>　　圖7邏輯電平指示電路</p><p>　　1.4 完整電路及主要工作原理</p><p>　　1.4.1完整電路圖</p>&

27、lt;p>　　完整電路圖如圖8所示。</p><p><b>　　圖8完整電路</b></p><p>　　1.4.2 主要原理</p><p>　　本設(shè)計(jì)的總原理圖如下圖9</p><p><b>　　圖9 原理框圖</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，LED

28、燈閃爍要求應(yīng)如下表1</p><p>　　表1 LED燈閃爍圖</p><p>　　本設(shè)計(jì)用開關(guān)A,B,C來控制左轉(zhuǎn)彎燈，剎車，右轉(zhuǎn)彎燈的變化。當(dāng)A開關(guān)閉合時(shí)，由74LS194發(fā)出的循環(huán)信號(hào)送到左側(cè)3個(gè)發(fā)光二極管，左轉(zhuǎn)彎燈顯示的3個(gè)發(fā)光二極管按循環(huán)規(guī)律顯示。同樣，當(dāng)C開關(guān)閉合時(shí)，右轉(zhuǎn)彎燈顯示的3個(gè)發(fā)光二極管按循環(huán)規(guī)律顯示，方向相同。當(dāng)B開關(guān)閉合時(shí)，74LS194被關(guān)斷送出全零信號(hào)，此時(shí)時(shí)鐘

29、信號(hào)送到6個(gè)發(fā)光二極管，6個(gè)燈均按時(shí)鐘閃爍。</p><p><b>　　1.5 元件參數(shù)</b></p><p>　　74LS194四位雙向移動(dòng)移位寄存器</p><p><b>　　真值表如表2所示。</b></p><p>　　表2 74LS194真值表</p><p>

30、;<b>　　引腳圖如圖10示。</b></p><p>　　圖10 74LS194引腳圖</p><p>　　74LS00四與非門 功能表如表3所示。</p><p>　　表3 74LS00功能表</p><p>　　引腳圖如圖11所示。</p><p>　　圖11 74LS00引腳圖</

31、p><p>　　74LS04六非門 引腳圖如圖12所示。</p><p>　　圖12 74LS04引腳圖</p><p>　　74LS08功能表如表4所示</p><p>　　表4 74LS08功能表</p><p>　　引腳圖如圖13所示。</p><p>　　圖13 74LS08引腳圖</

32、p><p>　　NE555 引腳圖如圖14所示。</p><p>　　圖14 NE555引腳圖</p><p><b>　　2仿真結(jié)果分析</b></p><p>　　本報(bào)告運(yùn)用Multisim10仿真軟件對(duì)部分電路進(jìn)行了仿真。</p><p>　　2.1時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生電路仿真</p>&

33、lt;p>　　仿真電路如圖15所示。</p><p>　　圖15 時(shí)鐘產(chǎn)生仿真電路</p><p>　　仿真波形結(jié)果如圖16所示。</p><p>　　圖16 時(shí)鐘產(chǎn)生電路仿真結(jié)果</p><p>　　由圖16可知產(chǎn)生的脈沖頻率約等于1HZ。</p><p><b>　　2.2循環(huán)電路仿真</b&

34、gt;</p><p>　　仿真電路如圖17所示。</p><p>　　圖17 循環(huán)仿真電路</p><p>　　仿真結(jié)果如圖18所示。</p><p>　　圖18 循環(huán)電路仿真結(jié)果</p><p>　　由圖18可知QAQBQC按100→110→111→000循環(huán)移動(dòng)，完全符合設(shè)計(jì)要求。</p><

35、p><b>　　2.3總電路仿真</b></p><p>　　2.3.1 左右轉(zhuǎn)彎尾燈循環(huán)仿真</p><p>　　左轉(zhuǎn)彎尾燈循環(huán)仿真電路如圖19所示。</p><p>　　圖19左轉(zhuǎn)彎尾燈循環(huán)仿真電路</p><p>　　仿真結(jié)果如圖20所示。</p><p>　　圖20左轉(zhuǎn)彎尾燈循環(huán)仿

36、真結(jié)果</p><p>　　由仿真結(jié)果可知將左轉(zhuǎn)彎鍵按下后，左尾燈實(shí)現(xiàn)循環(huán)。符合設(shè)計(jì)要求。由于左右轉(zhuǎn)彎尾燈循環(huán)原理相同，故這里不再做右轉(zhuǎn)彎尾燈循環(huán)仿真。</p><p>　　2.3.2 剎車尾燈閃爍仿真</p><p>　　剎車尾燈閃爍仿真電路如圖21所示。</p><p>　　圖21 剎車尾燈閃爍仿真電路</p><p

37、>　　仿真結(jié)果如圖22所示。</p><p>　　圖22 剎車尾燈閃爍仿真結(jié)果</p><p>　　由于三組信號(hào)完全重疊，這里只能看到一個(gè)波形，仿真結(jié)果說明發(fā)光二極管在同時(shí)閃爍，符合設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　3實(shí)物和仿真性能</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)電路。由設(shè)計(jì)原理對(duì)電路進(jìn)行仿真，

38、得到結(jié)果證明所設(shè)計(jì)電路完全符合設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行實(shí)物制作。在制作是遇到很多問題。仿真真確，實(shí)物不一定能完好的實(shí)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)的要求。調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)芯片的選擇和電路布局至關(guān)重要。通過調(diào)試電路能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求的功能，即通過三個(gè)按鍵來模擬左右轉(zhuǎn)彎信號(hào)以及剎車信號(hào)。左右轉(zhuǎn)彎時(shí)，尾燈相應(yīng)的左右循環(huán)閃爍，剎車時(shí)所有尾燈同時(shí)閃爍。實(shí)物圖入下圖23。</p><p><b&

39、gt;　　圖23 實(shí)物圖</b></p><p><b>　　4收獲、體會(huì)和建議</b></p><p>　　這次的數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)，是對(duì)我們這一學(xué)期學(xué)習(xí)數(shù)字電子技術(shù)知識(shí)的一次檢測(cè)和考驗(yàn)。在這次課程設(shè)計(jì)中，通過到網(wǎng)上或圖書館中搜集資料，自己思考設(shè)計(jì)電路的原理與元器件的參數(shù)以及學(xué)習(xí)仿真軟件的使用方法等過程，鍛煉了我的獨(dú)立分析問題，思考問題、解決問題的能力。這

40、次課程設(shè)計(jì)的題目是“汽車尾燈控制電路”，通過廣泛查閱各類資料，我對(duì)各種類型的車燈電路也有了一個(gè)較全面的了解和認(rèn)識(shí)，對(duì)其原理也有了一個(gè)較深刻的理解和掌握。</p><p>　　首先，數(shù)字電路是一門理論性很強(qiáng)，同時(shí)實(shí)踐性也很強(qiáng)的的一門學(xué)科。學(xué)好數(shù)字電路不僅需要扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還需要?jiǎng)邮值慕?jīng)驗(yàn)。只有多付出努力，多動(dòng)手才能有收獲。本次數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)就給了我們一個(gè)很好的實(shí)踐的機(jī)會(huì)。要完成課程設(shè)計(jì)，你需要先查資料 ，然后進(jìn)

41、行方案的選擇和設(shè)計(jì)，再次進(jìn)行必要的仿真，最后進(jìn)行安裝調(diào)試。課設(shè)是使我們能夠去真正的來動(dòng)手獨(dú)立完成整個(gè)過程。這一點(diǎn)正是我們?cè)趯W(xué)習(xí)好理論只是后所欠缺的。</p><p>　　其次，通過對(duì)電路原理的仿真，更進(jìn)一步了解了原理，對(duì)自己的理論學(xué)習(xí)起到了鞏固的作用。</p><p>　　再次，在安裝調(diào)試過程中，可以發(fā)現(xiàn)理論上可行甚至是仿真結(jié)果正確的電路很有可能調(diào)試不出結(jié)果，這就需要我們來對(duì)電路進(jìn)行整體的

42、分析，考慮到各個(gè)環(huán)節(jié)的影響，才能發(fā)現(xiàn)問題。</p><p>　　最后，通過這次課程設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)同學(xué)之間的相互合作能夠大大的加快我們?cè)O(shè)計(jì)的進(jìn)程。許多資料通過同學(xué)們之間的資源共享可以達(dá)到事半功倍的效果。這就是我們以后必須要學(xué)會(huì)的團(tuán)隊(duì)合作的精神。一個(gè)人的思想不可能面面俱到，相互合作就能彌補(bǔ)這種不足。相互學(xué)習(xí)，以達(dá)到共同進(jìn)步。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)提高我的數(shù)字電路的水平，不論是在理論學(xué)

43、習(xí)還是動(dòng)手能力上，我都有了很大的提高。希望我們以后還有更多的機(jī)會(huì)來做課程設(shè)計(jì)，以便提高我們對(duì)所學(xué)知識(shí)掌握的能力。</p><p><b>　　5主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ) 數(shù)字部分（第五版）（M），北京：高等教育出版社 2006</p><p>　　謝自美，電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試 （第三

44、版）（M），武漢：華中科技大學(xué)出版社</p><p>　　閻石，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）（M），北京：高等教育出版社 2006</p><p>　　John F.Wakely，Digital Design-Principle & Practices(Third Edition) （M），北京：高等教育出版社 Pearson Education出版集團(tuán) 2001</p>