1、學校代碼： 學 號：課程設計說明書題 目：汽車尾燈控制器邏輯電路設計學生姓名：學 院：系 別：專 業(yè)：班 級：指導教師：二一三年七月四日摘 要設計一個控制汽車六個尾燈的電路，用六個指示燈模擬六個尾燈（汽車尾部左右每側三個燈），并用兩個撥動式（乒乓）開關作為轉彎信號源；一個兵乓開關用于指示右轉彎，一個乒乓開關用于指示左轉彎，如果兩個乒乓開關都被接通，說明駕駛員是一個外行，緊急閃爍器起作用。右轉彎時三個右邊的燈應動作，左邊的燈則全滅，右邊的燈周期性明亮與暗。關鍵詞：模擬控制電路 譯碼顯示驅動電路 脈沖發(fā)生器目錄一、設計任務概述3二、設計方案論證及方框圖4三、電路組成及工作原理4四、電路元器件選擇與

2、計算5五、安裝與調試91、安裝92、測試方案93、調試過程94、調試中發(fā)現的問題及解決措施9結論10參考文獻11一、設計任務概述本課題要求設計一個汽車尾燈的控制電路。該電路是用于反映汽車在運行時的狀態(tài)，汽車尾部左右兩側各有3個指示燈。當接通左轉、右轉、剎車和正常行駛時，指示燈按照指定要求閃爍。假設汽車尾燈左右兩側各有三個指示燈（用發(fā)光二極管模擬），要求是：汽車正常遠行時指示燈全滅；右轉彎時，右側3個指示燈按右循環(huán)順序點亮；左轉彎時左側三個指示燈按左循環(huán)順序點亮；臨時剎車時所有指示燈同時閃爍。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：首先，建立一個100HZ的時鐘信號。觸發(fā)器

3、用于產生三進制的的循環(huán)信號，此信號提供左轉、右轉的原始信號。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。分揀之后的信號通過與門，實現與剎車左、右轉電鍵信號的之間選擇。最終得到的信號即可輸出到發(fā)光二極管上，實現所需功能。設計本電路是考慮了三種以上的設計方案。這幾種方案的不同在于產生三進制計數器。理論部分已用Multisim12.0軟件進行仿真，并且達到設計要求。實際部分在電子實驗室和同組的成員在老師的指導下一進行模擬，能夠達到理論設計要求。在設計的過程中應該本著元件通用化，成品化，以滿足大規(guī)模生產的要求，以

4、便在日后產品的更新維護能夠更好的方便的進行。同時也要盡量減少設計過程中競爭冒險現象出先的概率。使產品在使用過程中能夠穩(wěn)定的運行，達到良好的無故障率。二者必須達到一定的標準，才能在工廠進行量產。2、 設計方案方框圖及論證方案一：該方案通過74LS160或74LS161計數器構成能產生00、01、10三種狀態(tài)循環(huán)的信號。方案二：通過雙 J-K 觸發(fā)器 74LS76來產生00、01、10的三種狀態(tài)信號方案三：通過D觸發(fā)器產生00、01、10的三種狀態(tài)信號 方案四：通過T觸發(fā)器產生00、01、100的三種狀態(tài)信號第一種方案非常簡單，但是該方案在模擬時發(fā)現，由于計數器的競爭冒險的存在，使得尾燈在閃爍時總

5、會出現不自然的中間過程。所以不推薦使用，相對的是第二種方案，效果是最好的，但設計起來比較復雜，需要極大的細心和耐心，最后我們決定采用第三種方案，設計的復雜程度適中，而且達到了預期的設計目的三、電路組成及工作原理 脈沖源脈沖源D觸發(fā)器邏輯電路頻率為100HZ的脈沖左轉右轉分揀電路左轉右轉原始信號左轉右轉轉向信號與剎車、行駛信號分揀電路分揀后的左轉右轉信號剎車正常行駛電鍵發(fā)光二極管 尾燈與汽車運行狀態(tài)表開關控制運行狀態(tài)左尾燈右尾燈D4D5D6D1D2D3OO正常運行燈滅燈滅O1右轉彎燈滅按D1D2D3順序循環(huán)點亮1O左轉彎按D4D5D6順序循環(huán)點亮燈滅11剎車所有的尾燈隨時鐘CP同時閃爍電路組成及

6、工作原理：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：首先，通過脈沖源產生頻率為100Hz的脈沖信號，該脈沖信號用于提供給D觸發(fā)器和剎車時的輸入信號。2個D觸發(fā)器用于產生三端輸出的00、01、10的循環(huán)信號經過74LS138譯碼器，將信號轉換為左轉、右轉的原始信號，這部分電路起到信號分揀的作用。左轉、右轉的原始信號通過6個與門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。 控制電路主要是將電路的四個狀態(tài)分離出來，以產生不同的工作狀態(tài)。最終使電路能夠得到的信號即可輸出到發(fā)光二極管上，實現所需功能。四、電路元器件選擇與計算譯碼電路顯示驅動 電路三進制計數器開關控

7、制電路1. D觸發(fā)器邏輯電路由于汽車左或右轉彎時 , 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 (SI 、S0 、 CP 、 Q1 、 Q0 )的關系 , 即邏輯功能表如表4.2.1所示 ( 表中0表示燈滅狀態(tài) ,1表示燈亮狀態(tài) )開關控制三進制計數器六個指示燈S1S0Q1Q0D6D5D4D1D2D3OOOOOOOOOOOOO1OOO1O1OOOO1O1OOOOOO1OOOO1OOO1OO1O1OOOO1O1OOOOO11CPCPCPCPCPCP其狀態(tài)圖如下圖所示，在初始狀態(tài)時為00，所以要經

8、過一個脈沖周期進入循環(huán)，而在整個工作過程中周期信號是一直和本電路連接的，不會出現循環(huán)外的11狀態(tài)，所以不用擔心出現不穩(wěn)定狀態(tài)，也就是說從接入電源開始電路就是一直處在循環(huán)中的。11100100圖4.1.1狀態(tài)轉換圖完成D觸發(fā)器的組裝并對其進行仿真圖4.1.2狀態(tài)轉換實際電路汽車尾燈電路74LS138 的三個輸入端、分別接 、，而是三進制計數器的輸出端。當 =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、 依次為 0 有效（、信號為 “1”無效），即反相器 G1-G3 的輸出端也依次為 0，故指示燈 D1 D2 D3 按順序點亮示意汽車右轉

9、彎。若上述條件不變，而 =1，則 74LS138 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，74LS138 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。2.左轉右轉控制電路：用譯碼器及邏輯電路來實現。A、B、C是譯碼器的輸入端，C是高位輸入，B、A依次，當 C為高電平有效時驅動、（右轉）；而C為低電平時驅動、（左轉）。、是譯碼器的輸出端3.剎車和正常行駛控制電路：表4.3開關控制邏輯圖開關控制CP使能信

10、號GAOOO1O1111O1111CPOCP對于開關控制電路，設 74LS138 和顯示驅動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4.4所示。由表4.4經過整理得邏輯表達式：5.最后電路原理圖總體電路如圖5-1所示，將電路接通后，分別根據要求輸入符合要求的脈沖，觀察到了汽車尾燈的控制現象。電路原理圖如下：五、安裝與調試 1、安裝（1）將電原理圖畫成印刷電路板的黑白圖并制板。（2）認真安裝焊接。2、測試方案（進入實驗室前，預先準備的如何驗證設計內容的方案）1）、調試脈沖發(fā)生部分A、按圖連線，檢查無誤后接通電源

11、B、連接示波器查看波形，計算頻率 2）、調試觸發(fā)器3）、調試開關控制電路 4）、調試發(fā)光二極管工作狀態(tài)3、調試過程1）、調試脈沖發(fā)生部分 正確連接電路，查看示波器。 2）、調試觸發(fā)器 正確連接電路，查看觸發(fā)器是否在00 01 10三個狀態(tài)循環(huán)。 3）、調試開關控制電路 正確連接電路，查看A端G端是否按真值表正確出結果。 4）、調試發(fā)光二極管狀態(tài) 查找藍色發(fā)光二極管的導通壓降和電流，計算上拉電阻的阻值。4、調試中發(fā)現的問題及解決措施1）、電源VCC連接不好，連接正常后問題解決。2）、二極管安裝反了，正確安裝后解決問題。5、電路性能指標測試結果，是否滿足要求及對成果的評價 各項指標均符合該邏輯電路

12、功能。結論一、在此次課程設計中完成了下述工作：汽車尾燈控制電路是一種應用極為廣泛的設備，具有極好的性價比。在進行設計的過程中，發(fā)現整個電路的結構并不是太復雜。整個電路主要由四部分組成：時鐘脈沖發(fā)生器，觸發(fā)器，邏輯控制門及發(fā)光管驅動電路。其中，時鐘脈沖發(fā)生器在電路中有極重要的作用，能夠通過計算得到需要的脈沖，使其發(fā)出不同的頻率產生不一樣的脈沖。這樣才能使電路更好的工作，是控制發(fā)光管的一項主要裝置之一。而在這之中，如何設置電容和電阻就顯得至關重要。其次，準確地設定邏輯控制門也很重要，直接決定了變色發(fā)光管能否正常工作以及能否達到設計的要求。再次，對脈沖分配器的選擇也起著很大作用。在設計的過程中應該本

13、著元件通用化，成品化，以滿足大規(guī)模生產的要求，以便在日后產品的更新維護能夠更好的方便的進行。同時也要盡量減少設計過程中競爭冒險現象出先的概率。使產品在使用過程中能夠穩(wěn)定的運行，達到良好的無故障率。在焊接的過程中要保證焊接堅固，防止在實驗的過程中出現短路或開路狀態(tài)，來減少實驗中的不穩(wěn)定現象的出現。二.課程設計體會一周的課程設計很快就結束了，總的說來收獲不小，不能說設計的過程中是一帆風順的，開始時是設計階段也沒太在意，后來到動手的時候覺得遇見了好多沒想到的問題，平時在書本上劃的很熟練的一些電路，當拿到Multisim12.0上進行仿真時就回錯誤百出。開始時讓我極為的傷頭，在課程設計的第二天我專門的

14、對Multisim12.0軟件進行了操練，當我熟悉了之后用起來就比較得心應手了。也發(fā)現用計算機軟件進行設計的好處，使產品的設計成本大大的降低。我想這也是最吸引我們的地方，當真正的進行產品大規(guī)模生產時利潤是相當大的。當我投入設計時才發(fā)現樂在其中，這次實驗是我們對書本中學到的各個部分原理的一次綜合的運用，在書本中我們看那些原理有老師的講解我們理解起來并不一定十分的困難，但是當我們將那些知識綜合運用的電路的設計中確實有了很多意想不到的困難。實踐出真知，通過這次電路的設計讓我學到了書本中沒有的很多東西，我想最主要的就是一種綜合能力的提升。我認為這樣的電路設計很有現實意義，這樣的教學方法對于提升同學們的

15、綜合運用能力也是行之有效的，是非常值得推廣的。如果在講課過程中能夠運用部分內容穿插一些小設計，或者讓同學們自己回去設計一些小電路，并且通過老師的指導演示出來，我想不僅能調動同學的學習積極性，而且還能培養(yǎng)出同學們的創(chuàng)新設計能力。比如這次設計，如果能夠讓同學們能夠演示出來就更好了。如果老師講課時能夠將各種難題能夠用軟件模擬可以讓我們更好的理解。課程設計是一個增長知識的課堂，在此過程當中不斷的認識自己，了解自己，提高自己，無論是在學習和生活中都要有所收獲，真正的做到整個實驗過場對自己整個人生都有所影響，有所回報，這樣才能使整個過程更加的有意義，也使自己的人生更加的充實。在此實驗當中，在克服重重困難的

16、同時也使我看到了電子學習的樂趣，為以后的學習工作打下了堅實的基礎，為以后的工作與學習贏得了必要的信心與決心。總的說來，這次課程設計還是比較順利的。只是在測試階段遇到一點問題，其他階段還是完全符合預定計劃的，并沒有因為什么問題而耽誤實驗進程。這次課程設計，雖然短暫。但卻是我們第一次的自主合作的設計電路。以前書本上的內容第一次完完全全的在實際中實現。在設計過程中，遇到了書本中不曾學到的情況。同時，由于是兩人合作制作，是我們學到在將來大規(guī)模電路設計中，團體協(xié)作是多么的重要。最后，感謝老師為我們提供這次的實習機會和悉心的指導。參考文獻1 閻石數字電子技術基礎（第3版）北京高等教育出版社19932 中國集成電路大全編委會中國集成電路大全TTL集成電路北京國防工業(yè)出版社1985設計說明書打印要求1 紙張及頁面原則上用WORD97以上版本打印輸出。設計說明書（論文）紙張用A4標準白紙（210mm-297mm），版心尺寸為：左邊距30mm，右邊距25mm，上邊