汽車尾燈課程設計

1、<p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　　題 目: 汽車尾燈控制電路 </p><p><b>　　初始條件：</b></p><p>　　本設計基于數字電子技術基礎實驗，通過自行設計電路圖并在電腦上利用Proteus軟件

2、進行仿真。</p><p>　　要求完成的主要任務: （包括課程設計工作量及其技術要求，以及說明書撰寫等具體要求）</p><p>　　1）用6個發(fā)光二極管模擬6個汽車尾燈（汽車尾部左、右個3），用3個開關作為汽車拐彎控制信號。3個開關分別作為左拐彎燈、右拐彎燈、故障燈；</p><p>　　2）當汽車正常直行時，6個汽車尾燈全滅；</p><p

3、>　　3）當汽車向右拐彎時，汽車右面3個尾燈從左到右順序亮滅；</p><p>　　4）當汽車向左拐彎時，汽車左面3個尾燈從右到左順序亮滅；</p><p>　　5）當汽車遇到故障時，汽車后面6個尾燈一起明、暗閃爍。</p><p><b>　　時間安排：</b></p><p>　　第17周（7、8節(jié)）：理論講解

4、，新1-02</p><p>　　第18～19周：理論設計及實驗室安裝調試；</p><p>　　地點：鑒主15通信工程實驗室（1），鑒主13通信工程專業(yè)實驗室；</p><p>　　第20周：撰寫設計報告及答辯；地點：鑒主15樓研究室。</p><p>　　指導教師簽名： 年 月

5、日</p><p>　　系主任簽名： 年 月 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　前言伴隨現代電子技術的發(fā)展，人們正處于一個信息時代，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道世界范圍內發(fā)生的各種事件。這些信息通常是通過我們

6、的感覺器官（眼、耳等）進入大腦，并被存儲下來，以作進一步的分析。數字電子技術幾乎應用于每一電子設備或電子系統(tǒng)中。計算機、計算器、電視機、音響系統(tǒng)、視頻記錄設備、光碟、長途電信及衛(wèi)星系統(tǒng)等，無一不采用數字系統(tǒng)。所以，掌握或具有一定的數字電子技術對我們工科類大學生來說是至關重要的。此次課程設計接近現實應用，將我們在課堂上的理論知識運用到實際生活當中。在設計的過程中，需要我們對理論知識理解透徹，對所需的各個電子元件熟悉了解以及具有化繁為簡的總

7、體設計思想。電子產品要求原理簡單，造價成本低。因此，越簡單的設計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)生的動態(tài)變化。從而避免交通事故的發(fā)生。設計此電路要求嚴格符合交通規(guī)則，尾燈閃亮或熄滅準確，才不會讓行人或其他車輛產生誤解。protel99 SE 為模、數電畫圖軟件；ISIS 為仿真軟件。設計中會用到這兩個軟件，要</p><p><

8、b>　　Abstract</b></p><p>　　Accompanied by the development of modern electronic technology, it is in an information age, every day from the surrounding environment to obtain a wealth of information, f

9、or example, television, radio, print media, such as around the world for people to report events. This information is usually through our sense organs (eyes, ears, etc.) into the brain, and store them for further analysi

10、s. Digital electronic technology used in almost every electronic device or electronic system. Computers, cal</p><p>　　Master or a certain number of electronic technology for our type of engineering students

11、is essential. The curriculum design applications closer to the reality that we in the classroom application of theoretical knowledge to practical life. In the design process, we need a thorough understanding of theoretic

12、al knowledge of the various electronic components required to become familiar with as well as to simplify the overall design thinking. Electronic products require simple, cost and low cost. T</p><p>　　Or oth

13、er vehicles it will clearly understand the dynamic changes to occur. So as to avoid the occurrence of traffic accidents. The design of this circuit in line with the strict rules of the road, or out taillights flashing ac

14、curate, it will not let the pedestrians or other vehicles misleading. protel99 SE for the mold, the number of electrical drawing software; ISIS software for the simulation. The design of these two software will be used t

15、o require skilled to use.</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要····················

16、3;············2</p><p>　　Abstract···················

17、···········3</p><p>　　1、設計目的 任務　····················

18、·····5</p><p>　　2.設計方案比較 選擇 ························6</p>

19、;<p>　　2.1總體設計思想··························6</p><p>　　2.2系統(tǒng)邏輯框圖·&#

20、183;························6</p><p>　　2.3設計方案的選擇······&#

21、183;··················7</p><p>　　3.各單元電路功能說明············&

22、#183;···········9</p><p>　　3.1單元電路設計···················&#

23、183;······9</p><p>　　3.2整體電路工作原理························1

24、2</p><p>　　4.運用protel設計電路·······················13</p><p>　　4.1 應用protel設計的局部電路

25、 ··················13</p><p>　　4.2 全局電路 ·············

26、;··············14</p><p>　　4.3 應用protel制作的印刷版電路···············

27、·····15</p><p>　　5.電路的仿真··························&#

28、183;··16</p><p>　　5.1 Proteus界面下的電路圖·····················16</p><p>　　5.2部分仿真結果&

29、#183;·························17</p><p>　　6.元器件清單·····

30、83;······················22</p><p>　　7．總結與體會·········

31、;···················23</p><p>　　8．參考文獻············&#

32、183;·················24</p><p><b>　　1、設計任務及要求</b></p><p><b>　　1.1設計任務</b></p>

33、<p>　　設計一個汽車尾燈控制電路，用6個發(fā)光二極管模擬汽車尾燈，即左尾燈（L1-L3）3個發(fā)光二極管；右尾燈（R1-R3）3個發(fā)光二極管。用兩個開關分別控制左轉彎尾燈顯示和右轉彎尾燈顯示。當左轉彎開關KL打開時，左轉彎尾燈顯示的3個發(fā)光二極管按右循環(huán)規(guī)律（L1L2L3→L2L3→L3→全滅）顯示。同樣，當右轉彎開關KR被打開時，右轉彎尾燈與左轉彎燈相同規(guī)律顯示，但方向相反（R1→R1R2→R1R2R3→全滅→R1）。<

34、;/p><p>　　圖1 左轉彎顯示規(guī)律圖</p><p><b>　　1.2設計條件</b></p><p>　　本設計基于數字電子技術基礎實驗，通過自行設計電路圖并在電腦上利用Proteus軟件進行仿真。</p><p><b>　　1.3設計要求</b></p><p>

35、　　根據以上要求，要實現當左轉彎開關KL打開時，左轉彎尾燈顯示的3個發(fā)光二極管按右循環(huán)規(guī)律（L1L2L3→L2L3→L3→全滅→L1L2L3）顯示，如圖1。同樣，當右轉彎開關KR被打開時，右轉彎尾燈與左轉彎燈相同規(guī)律顯示，但方向相反。當KR和KL同時按下時，L1L2L3和R1R2R3均按時鐘閃爍?？上扔?4138對開關信號譯碼來產生高低電平，再用74163來計數，最后把產生的數用邏輯器件來實現上述要求。</p><p

36、>　　根據不同的狀態(tài)，繪制汽車尾燈和汽車運行狀態(tài)表1如下：</p><p>　　2. 設計方案比較及選擇</p><p>　　2.1．總體設計思想</p><p>　　經過以上所述的設計內容及要求的分析，可以將電路分為以下幾部分：</p><p>　　首先，通過脈沖源產生頻率為1Hz的脈沖信號，該脈沖信號用于提供給D觸發(fā)器和剎車時的輸入

37、信號。</p><p>　　3個D觸發(fā)器用于產生三端輸出的001、010、100的循環(huán)信號，此信號提供左轉、右轉的原始信號。</p><p>　　左轉、右轉的原始信號通過6個與門以及電鍵提供的高低電位信號，將原始信號分別輸出到左、右的3個汽車尾燈上。這部分電路起到信號分揀的作用。</p><p>　　分揀之后的信號通過或門，實現檢查電鍵信號的之間選擇。最終得到的信號

38、即可輸出到發(fā)光二極管上，實現所需功能。</p><p>　　2.2系統(tǒng)邏輯框圖：</p><p>　　圖2 系統(tǒng)邏輯框圖</p><p>　　2.3 設計方案的選擇</p><p>　　在設計本電路時，一共考慮過三種方案。這三種方案的不同點在于產生001、010、100三種信號的方法不同。下面簡單的介紹一下這三種方案：</p>

39、;<p>　　第一種方案：該方案通過74LS160計數器構成能產生01、10、11三種狀態(tài)循環(huán)的信號，然后再通過邏輯電路將其轉換成所需的001、010、100三種左轉或右轉的信號。</p><p>　　設：74LS160輸出的兩位信號從高位到低位分別是B A，輸出信號為Z Y X。</p><p>　　則 經過的邏輯運算便可實現所需的功能。但是該方案在模擬時發(fā)現，由于計數器的

40、競爭冒險的存在，使得尾燈在閃爍時總會出現不自然的中間過程。</p><p>　　第二種方案：通過74LS194移位寄存器來產生001、010、100的三種狀態(tài)信號。這種方案的實現方法比較簡單，所以在此就不贅述了。</p><p>　　第三種方案是用雙J-K觸發(fā)器74LS76構成三進制計數器，即本次設計采用的實現方案。</p><p>　　列出尾燈與汽車運行狀態(tài)表1&

41、lt;/p><p>　　由于汽車左右轉彎時，三個指示燈循環(huán)點亮，所以用三進制計數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亮。由此得出在每種運行狀態(tài)下，各指示燈與各給定條件（S1、S0、CP、Q1、Q0）的關系，即邏輯功能表如表2所示（表中0表示燈滅狀態(tài)，1表示燈亮狀態(tài)）。</p><p>　　汽車尾燈控制邏輯功能表2</p><p>　　圖3 汽車尾燈控制

42、電路原理框圖</p><p>　　3.各單元電路圖及功能說明</p><p><b>　　3.1單元電路設計</b></p><p>　　三進制計數器電路可由雙J-K觸發(fā)器74LS76構成。</p><p>　　汽車尾燈電路如圖4所示，其顯示電路有6個發(fā)光二極管構成；譯碼電路由3-8線譯碼器74LS138和6個與4非門構

43、成。74LS138的三個輸入端A2、A1、A0分別接S1、Q1、Q0，而Q1Q0是三進制計數器的輸出端。當S1=0、使能信號A=G=1，計數器的狀態(tài)為00，01，10時，74LS138對應的輸出端</p><p>　　依次為0有效（信號為“1”無效），故指示燈D1D2D3按順序點亮示意汽車右轉彎。若上述條件不變，而S1=1，則74LS138對應的輸出端依次為0，故指示燈D4D5D6按順序點亮，示意汽車左轉彎。當G

44、=0，A=1時，74LS138的輸出端全為1，指示燈全滅燈；當G=0,A=CP時，指示燈隨CP的頻率閃爍。</p><p>　　圖4 三進制計數電路</p><p>　　開關控制電路。設74LS138和顯示電路的使能端信號分別為G和A，根據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經過整理得邏輯表達式為</p><p&g

45、t;<b>　　邏輯表3</b></p><p>　　由上式得開關控制電路，如圖所示。 </p><p><b>　　圖5 開關電路</b></p><p>　　時鐘信號源（CLK）設計：</p><p>　　在本次實驗中，汽車尾燈的閃爍快慢要由計數器74138產生的數的快慢來決定，即與時鐘CLK

46、的頻率有關。在本次設計中，我想利用555定時器產生0.5kHZ的方波。設計計算公式：</p><p>　　高電平時間： 低電平時間： </p><p>　　圖6 555脈沖電路</p><p>　　仿真波形以及連接圖形如圖</p><p><b>　　圖7 仿真圖形</b></p><

47、;p>　　3.2整體電路工作原理</p><p>　　汽車尾燈控制電路如圖8所示，其顯示驅動電路由6個發(fā)光二極管構成；譯碼電路由3—8線譯碼器74LSl38和6個與門構成。74LSl38的三個輸入端A2、A1、A0分別接S1、Q1、Q0，而Q1Q0是三進制計數器的輸出端。當S1＝0，使能信號A=G=1，計數器的狀態(tài)為00，01，10時，74LSl38對應的輸出端、、依次為0有效(、、信號為“1”無效)，反相

48、器G1—G3的輸出端也依次為0，故指示燈D1→D2→D3按順序點亮，示意汽車右轉彎。若上述條件不變，而S1＝1，則74LSl38對應的輸出端、、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按順序點亮，示意汽車左轉彎。當G＝0，A=1時，74LSl38的輸出端全為1，G6～G1的輸出端也全為1，指示燈全滅；當G＝0，A＝CP時，指示燈隨CP的頻率閃爍。CP脈沖源是由555電路構成的.開關電路控制A G的電平高

49、低，從而控制計數電路的變化。整體電路圖如下：</p><p><b>　　圖8 整體電路</b></p><p>　　4.運用protel設計電路</p><p>　　4.1 應用protel設計的局部電路</p><p><b>　　圖8 顯示電路</b></p><p&g

50、t;　　圖9 開關控制電路</p><p>　　圖10 三級制計數電路</p><p><b>　　全局電路</b></p><p><b>　　圖11 全局電路</b></p><p>　　4.3 應用protel制作的印刷版電路</p><p>　　圖13 PC

51、B印刷電路</p><p><b>　　5.電路的仿真</b></p><p>　　本次課程設計應用的是Proteus 軟件。Proteus 軟件是由英國 Labcenter Electronics 公司開發(fā)的EDA工具軟件，已有近20年的歷史，在全球得到了廣泛應用。Proteus 軟件的功能強大，它集電路設計、制版及仿真等多種功能于一身，不僅能夠對電工、電子技術學科

52、涉及的電路進行設計與分析，還能夠對微處理器進行設計和仿真，并且功能齊全，界面多彩，是近年來備受電子設計愛好者青睞的一款新型電子線路設計與仿真軟件。</p><p>　　5.1 Proteus界面下的電路圖</p><p>　　圖14 整體電路圖</p><p><b>　　部分仿真結果</b></p><p>　　圖1

53、5 開關全部打開時波形</p><p>　　圖16 開關局部閉合時波形</p><p>　　圖17 開關局部閉合時波形</p><p>　　圖18 開關閉合打開時波形</p><p>　　圖19 開關全部閉合電路仿真</p><p>　　圖20 開關局部閉合電路仿真</p><p>

54、;　　圖21 開關局部閉合電路仿真</p><p>　　圖22 開關全部打開電路仿真</p><p>　　圖23 開關全部打開電路仿真</p><p><b>　　6.主要元器件清單</b></p><p><b>　　表4</b></p><p><b>　

55、　7.總結與體會</b></p><p>　　通過這次汽車尾燈控制器的設計，使我學了不少知識。</p><p>　　通過這次課程設計，加強了我動手、思考和解決問題的能力.現在設計已經做好了,自己感覺還是比較好的,雖然花了很多的時間,但學到了很多東西.做課程設計的時候,自己把整個書本都看了幾遍,增強了自己對知識的理解,很多以前不是很懂的問題現在都已經一一解決了.在課程設計的過程中

56、,我想了很多種方案,對同一個問題(像計數器的接法)都想了很多種不同的接法,運用不同的芯片進行了比較,最后還是采取了上面的方法進行連接.在連線過程中,經常會遇到一些問題,比如接錯線,無意中刪除了一些線等,使自己感覺到有點點的力不從心.從開始做課程設計那天起,腦中天天都想著同樣的問題,怎么去接線,怎么去把電路弄得更加簡單,怎么別人更容易看懂.但似乎時間過得真的很快,我用了好幾天才把它完全弄完,完成后,心里有一種說不出的高興.</p&g

57、t;<p>　　在課程設計期間，我努力上網和到圖書館找資料，學習相關理論知識，雖然有些辛苦，但也是值得的 。設計中基本實現了汽車在運行時候尾燈點亮方式的各種情況。由于在行車的時候都是用開關控制的，所以每一個開關應該有一個消除機械振動的裝置，可以利用基本RS觸發(fā)器來實現。在設計中可以再多用一個74161來做，從而簡化電路圖。所以如果在時間允許的條件下可以對這一系列的不足進行解決，從而是整個系統(tǒng)更加可靠。</p>

58、<p><b>　　8.參考文獻</b></p><p>　　1．《現代電子技術實踐課程知道》 機械工業(yè)出版社</p><p>　　2．《數字電子技術基礎》 高等教育出版社</p><p>　　3、《電子技術實驗與課程設計》畢滿清</p><p>　　4、《電子技術課程設計指導》，彭介華主編，北京：高

59、等教育出版社，1997</p><p>　　5、《試驗電子技術》，李振聲主編，北京：國防工業(yè)出版社，2001</p><p>　　6、《電子電路試驗及應用課題設計》，盧結成等編，中國科學技術大學出版社，</p><p>　　7、《中國集成電路大全》編寫委員會編寫，北京：國防工業(yè)出版社，1985</p><p>　　8、《電子技術基礎課程設計》

60、，梁宗善主編，武漢：華中理工大學出版社，1995</p><p>　　9、《電子技術基礎試驗與課程設計》第二版，國防科技大學 高吉祥主編</p><p>　　10、《電子技術基礎試驗—電子電路實驗，設計，仿真》第二版,陳大欽主編</p><p>　　11、《新型電子電路應用實》例，何希才編著，科學技術出版社2005第一版</p><p>