尾灯控制器设计报告.doc

电子电路课程设计尾灯控制器设计姓名： 戴莉娜 学号： 201511504105 班级： 生医151 成绩： 电子电路课程设计实验报告尾灯控制器1、 设计要求 设计一个汽车尾灯控制电路，要求汽车尾部左右两侧各有3个指示灯，共6个指示灯。在右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；在左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮；闪烁时6个灯全亮。关闭则灯不亮，系统默认为灯不亮。2、 设计目的1. 综合运用相关课程中所学到的知识去完成设计课题。2. 熟悉常用芯片和电子器件的类型及特性，掌握合理运用器件的原则。3. 学会电路的设计与仿真。4. 通过查阅手册和相关文献资料，培养学生独立分析和解决问题的能力。5. 培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。6. 能自己熟练连接实现逻辑电路。7. 掌握基本逻辑式的化简8. 熟悉集成电路的引脚安排9. 掌握Multisim的基本用法10. 掌握芯片的逻辑功能和译码显示器的使用方法3、 设计方案汽车尾灯控制电路主要由模式控制电路，三进制计数器，译码与显示驱动电路和尾灯状态显示四部分构成。 实验要求实现正常行驶、左转、右转、刹车这四种状态下汽车尾灯的显示情况。我们可以用6个LED显示灯来模拟汽车的尾灯，左边三个，右边三个。当汽车正常行驶，在两侧的LED灯全部熄灭；转向时，汽车对应一侧的灯循环点亮；刹车情况下，所有的灯全部闪。 设置两个可控制的开关，设计电路实现所需达到功能。通过双J-K触发器可产生00、01、10、11四种状态。1. 开关置为00状态时，表示汽车处于正常运行状态。2. 开关置为0 1状态时，表示汽车处于右转弯的状态。3. 开关置为1 0状态时，表示汽车处于左转弯的状态。4. 开关置为11状态时，表示尾灯处于闪烁的状态。其中，K1控制汽车尾灯的左转，K2控制右转，K3控制刹车。当所有开关为低电平时，表示汽车正常行驶；当有一个转向灯开关为高电平时，汽车相应一侧的灯循环点亮；当刹车开关为高电平时，6个灯同时闪。 译码与显示电路可用线译码器7LS138、6个与非门和6个反相器构成。尾灯状态显示电路，控制汽车的全灭、单侧循环点亮、全部闪这三种不同的状态。4、 电路设计与仿真1. 开关控制电路设计当S1=0，S2=0时；汽车处于正常运行状态，当S1=0，S2=1时；汽车处于右转弯状态，右尾灯依次亮，当S1=1，S2=0时；汽车处于左转弯状态，左尾灯依次亮。开关控制电路如图：2. 振荡电路设计 振荡电路用于产生计数器所需的时钟脉冲信号。尾灯循环点亮的变化频率由计数时钟脉冲决定,为便于观测尾灯变化,设定计数时钟脉冲频率为5Hz。由于精度要求不高,5Hz时钟脉冲可由555定时器与RC组成。振荡电路如图：3. 三进制计数器设计三进制计数器电路可由双JK触发器74LS76构成如下图。用CP下降沿触发的JK触发器，当CP由1跳变为0时，触发器的输出依据J和K的状态而定。表4.2为J-K触发器的状态表，即双JK组成的三进制计数器的逻辑功能表。J-K触发器状态表JKQn说明00Qn输出状态不变010同J端状态101同J端状态11Qn输出状态翻转4. 译码与显示驱动电路 汽车尾灯用发光二极管模拟,尾灯显示驱动电路的任务是在控制信号作用下驱动发光二极管的亮和灭。6只发光二极管分为两组 ,与 5V直流电源和其他器件构成显示驱动电路，如图 在图中, 6个两输入与门有 1只输入脚连在一起 ,另 1只输入脚接在 3线 -8线译码器 74LS138的输出端。当刹车开关闭合 ,即 J3 =1时,如图 2开关控制电路所示, 则低电平引入图 4中 J3端 ,通过与门 74LS00D, 所有发光二极管阴极接入低电平 ,则所有发光二极管点亮。当刹车开关断开 ,即 S1=S2=1时, 每只发光二极管的点亮由译码器 74LS138的输出端的电平值决定。译码与显示驱动电路整体电路图如下：5、 功能说明尾灯和汽车运行状态关系表开关控制运行状态左尾灯右尾灯S1 S2D1 D2 D3D4 D5 D60 0正常运行灯灭灯灭0 1左转弯灯灭按D4 D5 D5顺序循环点亮1 0右转弯按D3 D2 D1顺序循环点亮灯灭1 1临时刹车所有的尾灯随时钟CP同时闪烁汽车尾灯控制器功能描述 在汽车左右转弯行驶时，由于3个指示灯被循环顺序点亮，所以可以用一个三进制计数器的状态控制译码器电路顺序输出高电平，按要求顺序点亮3个指示灯。由于汽车左转弯时，三个灯循环点亮，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点亮。设三进制计数器的状态用Q1和Q0表示，可得出描述指示灯U1、U2、U3、U4、U5、U6与开关控制变量1和0，计数器的状态Q1、Q0以及时钟脉冲CP之间关系，如表2-2所示（1表示点亮，0表示熄灭）汽车尾灯控制器结构图开关控制三进制计数器六个指示灯S1 S0Q1 Q2U1 U2 U3U4 U5 U60 0X X0 0 00 0 00 10 00 0 01 0 00 10 0 00 1 01 00 0 00 0 11 00 00 0 10 0 00 10 1 00 0 01 01 0 00 0 01 1X XCP CP CPCP CP CP6、 电路仿真测试1.当汽车正常行驶时，AB置为00状态，指示灯全灭，如图所示2. 当汽车左转弯时，AB置为10状态，左侧3个指示灯按U1-U2-U3顺序循环点亮。仿真图如图3. 当汽车右转弯时，开关置为01状态，右侧3个指示灯按U4-U5-U6顺序循环点亮。仿真如图4. 当汽车刹车时，AB置为11状态，所有指示灯全部随着时钟信号闪烁。仿真如图7、 课程设计总结这个星期我们的任务是电子电工课程设计，主要任务是设计一个尾灯控制器。无疑，这对我们来说是有很大难度的。我们是第一次课程设计，尽管这种课程设计可能是比较简单的一种，我们还是遇到了很大的困难。但是我们并没有轻易放弃在设计之前，参考了许多相关的资料。经过努力，最终用Multisim软件仿真模拟出汽车尾灯控制电路，并能实现汽车正常运行下所必须的基本功能。即正常行驶时，汽车尾灯全部处于熄灭状态；左转弯时，汽车左侧尾灯逐个闪烁；右转弯时，汽车右侧尾灯逐个闪烁；刹车时；汽车尾灯全部闪烁。任何事情都很难一帆风顺，当然，本次课程设计也不可避免的遇到了很多难题。比如，设计三进制计数器时就遇到了两大难题，如何实现输出循环信号和J-K触发器在Multisim软件中的选择；还有，在实现转向时转逐个闪烁，刹车时共同闪烁功能是也遇到了难题。但通过查阅资料、同学讨论等方法，及时解决了问题。在此过程中，学到的不仅是专业知识，更是理论知识的实践运用。最重要的是，培养、提升了主动发现问题，解决问题的能力。同时在本次课程设计中我认为我们的工作是一个团队的工作，团队需要个人，个人也离不开团队，必须发扬团结协作的精神。某个人的离群都可能导致导致整项设计的失败。课程设计中只有一个人知道原理是远远不够的，必须让每个人都知道，否则一个人的错误，就有可能导致整个设计失败。团结协作是我们课程设计成功的一项非常重要的保证。而这次课程设计也正好锻炼我们这一点，这也是非常宝贵的。总之，这次实验过程中我受益匪浅，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，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。这次课程设计培养了我的设计思维，增加了动手操作的能力。最重要的是我明白了自学的重要性，掌握了更为正确的自学方法，这将使我今后离开学校，踏上社会是相当有帮助的。我深深地意识到了我必须提高我的自学能力。此外，在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处。我还体会到，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。我们书本上所学的知识和实际的东西相差甚远，我们所不懂的知识还有很多，因此今后我们要更加注重实际方面的锻炼和运用。在解决问题的过程无疑也是对自己自身专业素质的一种提高与肯定。此次设计不仅增强了自己在专业设计方面的信心，鼓舞了自己，更是一次兴趣的培养。这是一次难得的实践！