1、汽车尾灯控制总设计电路电子线路设计实训(论文)说明书题 目： 汽车尾灯控制总设计电路 摘要在汽车行驶过程中，汽车的尾灯会根据汽车行驶的状态相应的发生状态的变化。假设汽车尾灯左右两侧各有三个指示灯，设计一个用于控制汽车尾灯的电路。要求当汽车正常运行时指示灯全灭；汽车右转弯时，右侧三个指示灯按右循环顺序点亮；汽车左转弯时，左侧三个指示灯按左循环顺序点亮；汽车紧急刹车时，所有指示灯同时闪烁。关键词：计数器；译码器；驱动电路；循环点亮AbstractIn the vehicle was in the car taillights car driving based on the state of th
2、e corresponding state changes occur. The assumption that the three lights on each side taillight design a circuit for controlling automobile taillights. Required during normal operation when the vehicle light Quagmire; car turn right, press the right circle on the right order of the three indicator
3、lights; car turning left, the left side of the order of the three indicator lights, press the left circle; car brakes , all the lights blink.Key words: counter; decoder; drive circuit; cycle light.目录引言 1电子实训目的及设计内容 2.1实训目的 21.2设计内容 22电路的设计 22.1汽车尾灯控制的设计 22.1.1汽车运行与尾灯状态关系 22.1.2设计单元电路 42.1.3电路的工作原理 4
4、2.1.4电路原理图的PCB 52.2汽车尾灯控制电路的仿真 53汽车尾灯控制电路中元器件的介绍及检测方法 63.1目的 63.2仪器及元器件 63.3元器件介绍及检测方法 63.3.1电阻 63.3.2电容 73.3.3二极管 73.4电路中所用芯片的功能 83.4.1芯片555 83.4.2芯片74LS138 93.4.3芯片74LS290 113.4.4芯片74LS00 124焊接目的及原理 134.1焊接目的 134.2焊接器材 134.3焊接原理 134.3.1焊接 134.3.2焊接方法 144.3.3焊接注意事项 145结论 14谢辞 15参考文献 16引言电子装调实训，它不仅能
5、让学生提前接触模电、数电、以及单片机三大技术，更能把大学四年的动手实践糅合在一起，真正实现培养“高素质、高层次、多样化、创造性”的人才培养目标，而实现这些我们只需每年投资及时元钱实习、课程设计是电子技术教学的一个重要环节，让学生通过课题，结合所学数字电子电路的知识进行理论设计、安装调试、后期制作、分析总结等环节，提高学生在电子技术方面的实践技能和科学作风，培养学生初步掌握工程设计的方法和组织实践的基本技能，学会运用所学理论知识分析和解决实际问题，使之真正达到增长知识与发展能力的统一。通过课程设计综合环节，还可以使学生了解各功能电路间的相互影响，掌握各功能电路之间参数的衔接和匹配关系，以及模拟电
6、路和数字电路之间的结合，提高学生对单元功能电路理解和灵活运用的能力及综合运用知识的能力。汽车尾灯是汽车的重要部件之一，它在交通安全中扮演着重要的角色。本次设计的是简易汽车尾灯，实现较简单的逻辑功能。重点是通过本次设计过程，了解和掌握逻辑电路的设计、分析。电子实训目的及设计内容.1实训目的通过制作电路板，了解电子产品生产式制的全过程，训练动手能力，培养实践观念。电子实习与以电子产品生产为工程背景，通过实习学到电子产品的工艺设计知识，了解电子产品制造过程、熟悉电子产品工艺，掌握制作电子产品的操作技能，为进一步学习和应用奠定基础。此次电子实习的目的主要是培养实践动手能力，通过这段时间的实习使我的焊接
7、技术、电子电路和电子产品装配能力 、调试能力、元器件识别及性能检测能力、测试能力、读电子电路图的能力、电子产品质量检验能力、编写试验报告的能力等得到了提高。1.2设计内容在汽车行驶过程中，汽车的尾灯会根据汽车行驶的状态相应的发生状态的变化。假设汽车尾灯左右两侧各有三个指示灯，设计一个用于控制汽车尾灯的电路。要求当汽车正常运行时指示灯全灭；汽车右转弯时，右侧三个指示灯按右循环顺序点亮；汽车左转弯时，左侧三个指示灯按左循环顺序点亮；汽车紧急刹车时，所有指示灯同时闪烁。经过以上所述的设计内容及要求的分析，可以将电路分为以下几部分：首先，通过555定时器产生频率为1Hz的脉冲信号，该脉冲信号用于提供给
8、D触发器和刹车时的输入信号。3个D触发器用于产生三端输出的001、010、100的循环信号，此信号提供左转、右转的原始信号。左转、右转的原始信号通过6个与门以及电键提供的高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右的3个汽车尾灯上。这部分电路起到信号分拣的作用。分拣之后的信号通过或门，实现与刹车、检查电键信号的之间选择。最终得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需功能。2电路的设计2.1汽车尾灯控制的设计2.1.1汽车运行与尾灯状态关系列出汽车运行与尾灯状态的关系表2-1 状态关系表开关控制运行状态左侧尾灯右侧尾灯S1 S0D1 D2 D3D4 D5 D60 0正常行驶灯灭灯灭0 1右转弯灯灭按
9、D4 D5 D6顺序点亮1 0左转弯按D1 D2 D3顺序点亮灯灭1 1临时刹车所有尾灯随时钟同时闪烁确定总体构成和逻辑功能表，由于汽车左右转弯时，3个指示灯循环点亮，所以需要3进制计数器控制译码电路顺序输出高电平，点亮相应的指示灯。根据图2.1可得出在各种运行状态下，指示灯与运行条件的对应关系。可列出逻辑功能表如下：表2-2逻辑功能表控制开关3进制计数器左侧指示灯右侧指示灯S1 S0Q1 Q0 D1 D2 D3D4 D5 D60 0 0 0 00 0 00 10 00 0 10 0 00 10 1 00 0 01 01 0 00 0 01 00 00 0 01 0 00 10 0 00 1
10、01 00 0 00 0 11 1 CP CP CPCP CP CP2.1.2设计单元电路（1）构成3进制计数器：3进制计数器的构成方法很多，可以用双D触发器、双JK触发器，也可以用各种型号的计数器，本次实验采用异步十进制计数器74LS290构成，具体接法如图，验证无误后，利用“子电路”功能，将其简化，并定义为“3计数器”备用。（2）汽车尾灯显示与译码驱动电路如图，显示由6个彩色指示灯模拟，74LS138的3个输入端A、B、C分别接3进制计数器输出端QB、QC和控制开关S1（3）控制电路：（4）时钟信号源：由555定时器组成的多谐振荡器的振荡频率为 f1.43/(R1+2R2)C图2.3 汽车
11、尾灯控制总设计电路原理图2.1.3电路的工作原理首先，通过555定时器产生频率为1Hz的脉冲信号，该脉冲信号用于提供给D触发器和刹车时的输入信号。3个D触发器用于产生三端输出的001、010、100的循环信号，此信号提供左转、右转的原始信号。左转、右转的原始信号通过6个与门以及电键提供的高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右的3个汽车尾灯上。这部分电路起到信号分拣的作用。分拣之后的信号通过或门，实现与刹车、检查电键信号的之间选择。最终得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需功能。2.1.4电路原理图的PCB图2-31电路原理图PCB2.2汽车尾灯控制电路的仿真1. 开始设计汽车尾灯控制电路
12、时，先同过项目向导，在Quartus II软件中创建一个项目为D：/qiche 。2. 使用图形编辑器输入设计文件（1）执行filenew菜单命令，选择block diagram/schematic file选项，则可打开图形编辑窗口。执行filesave as，将弹出菜单，在文件栏中输入light,选中add file to current project，保存。（2）双击图形编辑器的空白处，将弹出一个窗口，打开库文件管理目录，讲电路中所需的元器件一一放入元件管理窗口，并调整逻辑门的布局。（3）给输入输出管脚命名，调整各个元件和导线的位置，得到完整的电路图，然后保存。3. 编译设计电路（1）
13、执行processingstart compilation菜单命令，运行compiler，编译成功将跳出一个对话框，单击OK按钮，可看到编译成功后的报告。编译如果有误，也会有相应的提示。（2）如果编译有误，则要更正错误，知道编译正确。4. 分配管脚分配管脚是由分配编辑器来完成的。（1）执行assignmentspins 菜单命令，将看到一个窗口。在分类栏中选择管脚。双击输入栏，将会出现一个有关的下拉菜单。（2）单击x1作为第一个分配管脚的输入信号，x1将会出现在该栏。接着双击x1右边location的输入栏，将出现一个下拉菜单，在下拉菜单中选择相应的选项。用同样的方法分配其他元器件的管脚。（3
14、）执行filesave菜单命令，保存管脚配置信息。5. 汽车尾灯控制电路的仿真（1）执行filenew菜单命令，将看到一个对象的对话框。选择others选项卡，将看到一个对话框并选择矢量波形文件，单击OK按钮。（2）出现一个波形编辑窗口。以文件名light. vwf存储波形矢量文件。设置仿真时间为0ns200ns.（3）执行editlnsert node or bus菜单命令，将打开一个对话框。使用node finder对话框，选择过滤选项pins: all 。单击list按钮，输入输出节点就会显示在窗口的左边。单击按钮，左边的输入输出节点将全部出现在右边的节点盒中。（4）执行editvalu
15、e菜单命令，定义一个时钟信号。选择editend time，设置仿真时间：1.0ms，再选择editgrid size命令，设置时钟周期为10us。设置输入信号的波形。（5）执行assignmentssettings菜单命令打开设置菜单，在窗口的左边选中simulator 选项，将得到一个对话框，选择功能仿真模式，单击OK按钮。（6）选择processing/simulation命令进行仿真6. 下载程序工程设计经过综合分析无误后，仿真结果正确后就可以编程下载程序。选择tools/programmer命令，进入器件编辑和配置对话框，点击start则可。3汽车尾灯控制电路中元器件的介绍及检测方法
16、3.1目的（1）了解电路中元器件的特点和作用（2）掌握各种常用元器件的检测方法3.2仪器及元器件（1）万用表一块（2）常用元器件3.3元器件介绍及检测方法3.3.1电阻1、电阻是电子电路使用最广泛的元件，对交流、直流都有阻碍作用，常用于控制电路电流和电压的大小。符号：R2、用万用表判别电阻阻值和电位器的好坏 （判断之前，用色标发读出电阻阻值）（1）万用表电阻档测出电阻阻值并记录阻值，将不同阻值的电阻分开来，以便以后方便焊接。 （2）万用表测试电位器的阻值，判断其好坏。3.3.2电容电容是电子电路常用元件，具有耦合、滤波、旁路、调谐、振荡等作用。1种类：分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器。
17、 2符号：C 3. 单位表3-1 电容单位法拉毫法微法纳法皮法100F 10-3F 10-6F 10-9F 10-12F 4电容器的数值表示法 前两位为有效数字，第三位为10的n次幂，单位PF 5检测法 对于小容量、无极性的电容器（包括可变电容器既单连、双连或微调电容），一般万用表的电阻档只能测一下它的极间是否短路、断路或漏电。可以将万用表1K或者10K档进行测试。 对于有极性的电解电容，一般容量较大，允许有一定的漏电流，用万用表的电阻档除了可判断它是否短路、断路外，还能估测出它的漏电流和电容量。可以将万用表100或者1K档测试。3.3.3二极管二极管在电路中常起整流、检波和稳压作用。 1 符
18、号：D 2 特点：具有单向导电性 3 检测法： 把万用表拨至X100或.X1K档，用两个表笔分别接触二极管的两个引出脚。若表针的示数较小（锗管100.- 200.，硅管70012K.）时，与黑表笔相接的引出脚为正极。接着调换两个表笔再测量，若表针的示数较大（锗管几百千.，硅管几兆.）时，说明该二极管是好的，并且原先判明的极性是正确的。如果正反向电阻均为0或无穷大，表明该管已经击穿或断路，不能使用。3.4电路中所用芯片的功能3.4.1芯片5551. 555 芯片是定时器,是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定
19、时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。 555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的外引脚排列图和内部电路框图分别如图3.2和图3.3 所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供
20、两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3。555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 A1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，A2 的同相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 A2 的输出为 1，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 A1 的输出为 1，A2 的输出为 0，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。2. 555芯片的管
21、脚排列图3-2 芯片555的管脚排列2. 芯片555的内部逻辑图图3-3 芯片555的内部逻辑图3.4.2芯片74LS1381. 74LS138的工作原理当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。2. 74LS138的作用利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。3. 74LS138的功能表表3-4 74LS138功能表输入输出S1S1+S2A2
22、A1A0Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y70XXXX11111111X1XXX11111111100000111111110001101111111001011011111100111110111110100111101111010111111011101101111110110111111111104. 74LS138管脚排列图3-6 74LS138管脚排列5. 74LS138的内部结构图3-5 74LS138的内部结构3.4.3芯片74LS2901. 74LS290的原理74LS290是异步十进制计数器。它由一个一位二进制计数器和一个异步五进制计数器组成。如果计数由脉冲端CP0输入，由输出端
23、引出，即得二进制计数器；如果计数脉冲由CP1端输入，输出由引出，即是五进制计数器；如果将与CP1相连，计数脉冲由CP0输入，输出由引出，即得8421码十进制计数器。因此，又称此电路为二-五-十进制计数器。3. 74LS290的逻辑图及管脚排列图图3-8 74LS290的逻辑图及管脚排列2. 74LS290的功能表表3-7 74LS290功能表复位输入异位输入时钟输出 R0(1)R0(2)S9(1)S9(2)CPQ3Q2Q1Q00000000011100100计数00计数00计数00计数3.4.4芯片74LS001. 74LS00的功能芯片74LS00为二输入四与非门。2. 74LS00的内部逻
24、辑图图3-9 74LS00内部逻辑图3. 74LS00的管脚排列图图3-91 74LS00管脚排列4焊接目的及原理4.1焊接目的1了解焊料，焊剂的选择及其焊点质量的检查。 2了解焊接方法、要求及其注意事项。3了解焊接的质量对板的影响 4.2焊接器材1尖嘴钳 2斜口钳 3平头钳 4电烙铁 5吸锡器 6螺丝起子 4.3焊接原理4.3.1焊接1焊料与焊剂的选择 焊料：焊料,具有较好的流动性和附着性。在一定是温度、湿度及振动冲击条件下有足够的机械强度。许多的优点:具有耐腐性，使用方便等等。 焊剂：常用的焊剂是松香。作用是除去油污，防止焊件受热氧化，增强焊锡的流动性。2电烙铁与电烙铁头 常用的电烙铁有外
25、热式、内热式和速热式三种。一般功率不能过大，选用2050W。若选用的功率过大，很容易使元件过热而损坏。3焊点质量 焊点的质量直接关系到整块电路板能否正常工作，所以焊接是每个操作人员要学会并掌握的基本功。质量好的焊点称标准焊点，在交界处，焊锡、铜箔、元件三者较好地融合在一起。 虚焊点，在交界处，从表面看焊锡把引线给包住了,但焊点内部并未完全融合，焊点内部有气隙或油污等。4.3.2焊接方法（1）右手持电烙铁。左手用尖嘴钳或镊子夹持元件或导线。焊接前，电烙铁要充分预热。烙铁头刃面上要吃锡，即带上一定量焊锡。 （2）将烙铁头刃面紧贴在焊点处。电烙铁与水平面大约成60度角。以便于熔化的锡从烙铁头上流到焊
26、点上。烙铁头在焊点处停留的时间控制在23秒钟。（3）抬开烙铁头。左手仍持元件不动。待焊点处的锡冷却凝固后，才可松开左手。（4）用镊子转动引线，确认不松动，然后可用偏口钳剪去多余的引线。4.3.3焊接注意事项（1） 防止触电，勿要烫伤人、电源线及衣物等。 （2） 电烙铁的温度和焊接的时间要适当，焊锡量要适中。不要过多。 （3） 烙铁头要同时接触元件脚和线路板，使二者在短时间内同时受热达到焊接温度，以防止虚焊。 （4） 切不可将烙铁头在焊点上来回移动。也不能用烙铁头向焊接脚上刷锡。 （5） 焊接二极管、三极管等怕热元件时应用镊子夹住元件脚，使热量通过镊子散热，不至于损坏元件。（6） 焊接集成电路时
27、，一定等技术熟练后方可进行，注意时间要短，同时在焊接电路板的时候要断开烙铁电源。5结论参考文献1 康华光主编.电子技术基础数字部分.高等教育出版.2008.42 阎石主编.数字电子技术基础. 高等教育出版社.2006.5 3 王毓银主编.数字电路逻辑设计. 高等教育出版社. 1999.24 王志功 沈永朝编著.集成电路设计基础. 电子工业出版社. 2004.55 徐海军 胡越山编著.电子技术基础同步辅导（数字部分）. 航空工业出版社2004.8.6 脉冲数字电路的电磁兼容性设计.科技资讯.2009年. 24期.国际标准刊号：ISSN 1672-3791.国内统一刊号：CN 11-5042/N .7 LOGO! 在数字电路设计与仿真中的应用.自动化技术与应用.2009年. 7期.国际标准刊号：ISSN 1003-7241.国内统一刊号：CN 23-1474/TP .8 数字电路门级并行逻辑模拟.计算机工程与应用. 2008年 44卷. 13期. 国际标准刊号：ISSN 1002-8331.国内统一刊号：CN 11-2127/TP .9 电子设计技术 .国际标准刊号：ISSN 1023-7364.国内统一刊号：CN 11-3617/TN .
