1、而汽车车灯故障率在汽车行驶过程中是比较高的，车灯故障时，不能正确反应汽车驾驶员的行车意识而给安全行车埋下事故隐患。本文所研究和开发的课题是汽车尾灯控制器设计。在该系统中，通过6个LED显示汽车尾灯的基本工作状况，汽车尾灯控制系统的研发不仅使汽车的先进性有了较大提高，更重要的是降低了交通事故发生的可能性。1、设计任务及要求1.1设计任务设计一个汽车尾灯控制电路，用6个发光二极管模拟汽车尾灯，即左尾灯（L1-L3）3个发光二极管；右尾灯（R1-R3）3个发光二极管。用两个开关分别控制左转弯尾灯显示和右转弯尾灯显示。当左转弯开关KL打开时，左转弯尾灯显示的3个发光二极管按右循环规律（L1L2L3L2
2、L3L3全灭）显示。同样，当右转弯开关KR被打开时，右转弯尾灯与左转弯灯相同规律显示，但方向相反（R1R1R2R1R2R3全灭R1）。 图1 左转弯显示规律图1.2设计条件本设计基于数字电子技术基础实验，通过自行设计电路图并在电脑上利用Proteus软件进行仿真。1.3设计要求根据以上要求，要实现当左转弯开关KL打开时，左转弯尾灯显示的3个发光二极管按右循环规律（L1L2L3L2L3L3全灭L1L2L3）显示，如图1。同样，当右转弯开关KR被打开时，右转弯尾灯与左转弯灯相同规律显示，但方向相反。当KR和KL同时按下时，L1L2L3和R1R2R3均按时钟闪烁。可先用74138对开关信号译码来产生
3、高低电平，再用74163来计数，最后把产生的数用逻辑器件来实现上述要求。根据不同的状态，绘制汽车尾灯和汽车运行状态表1如下：开关控制汽车运行状态右转尾灯左转尾灯 KR KLR1R2R3L1L2L3 0 0正常运行灯灭 0 1左转弯L1L2L3L2L3L3全灭L1L2L3 1 0右转弯R1R1R2R1R2R3全灭R1 1 1不正常随时钟闪烁2. 设计方案比较及选择2.1总体设计思想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，通过脉冲源产生频率为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
4、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。2.2系统逻辑框图：图2 系统逻辑框图2.3 设计方案的选择在设计本电路时，一共考虑过三种方案。这三种方案的不同点在于产生001、010、100三种信号的方法不同。下面简单的介绍一下这三种方案：第一种方案：该方案通过74LS160计数器构成能产生01、10、11三种状态循环的信号，然后再通过逻辑电路将其转换成所需的001
5、、010、100三种左转或右转的信号。设：74LS160输出的两位信号从高位到低位分别是B A，输出信号为Z Y X。则 经过的逻辑运算便可实现所需的功能。但是该方案在模拟时发现，由于计数器的竞争冒险的存在，使得尾灯在闪烁时总会出现不自然的中间过程。第二种方案：通过74LS194移位寄存器来产生001、010、100的三种状态信号。这种方案的实现方法比较简单，所以在此就不赘述了。第三种方案是用双J-K触发器74LS76构成三进制计数器，即本次设计采用的实现方案。列出尾灯与汽车运行状态表1 1 1由于汽车左右转弯时，三个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器控制译码器电路顺序输出低电平，从而控制尾灯
6、按要求点亮。由此得出在每种运行状态下，各指示灯与各给定条件（S1、S0、CP、Q1、Q0）的关系，即逻辑功能表如表2所示（表中0表示灯灭状态，1表示灯亮状态）。 汽车尾灯控制逻辑功能表2S1S0三进制计数器Q1Q0六个指示灯D6 D5 D4 D1 D2 D30 0 0 0 0 00 00 11 00 0 0 1 0 00 0 0 0 1 00 0 0 0 0 11 12 01 0 1 0 0 00 1 0 0 0 01 0 0 0 0 0 1CP CP CP CP CP CP图3 汽车尾灯控制电路原理框图3.各单元电路图及功能说明3.1单元电路设计三进制计数器电路可由双J-K触发器74LS76
7、构成。 汽车尾灯电路如图4所示，其显示电路有6个发光二极管构成；译码电路由3-8线译码器74LS138和6个与4非门构成。74LS138的三个输入端A2、A1、A0分别接S1、Q1、Q0，而Q1Q0是三进制计数器的输出端。当S1=0、使能信号A=G=1，计数器的状态为00，01，10时，74LS138对应的输出端依次为0有效（信号为“1”无效），故指示灯D1D2D3按顺序点亮示意汽车右转弯。若上述条件不变，而S1=1，则74LS138对应的输出端依次为0，故指示灯D4D5D6按顺序点亮，示意汽车左转弯。当G=0，A=1时，74LS138的输出端全为1，指示灯全灭灯；当G=0,A=CP时，指示灯
8、随CP的频率闪烁。图4 三进制计数电路开关控制电路。设74LS138和显示电路的使能端信号分别为G和A，根据总体逻辑功能表分析及组合得G、A与给定条件（S1、S0、CP）的真值表，如表3所示。由表3经过整理得逻辑表达式为逻辑表3由上式得开关控制电路，如图所示。 图5 开关电路时钟信号源（CLK）设计：在本次实验中，汽车尾灯的闪烁快慢要由计数器74138产生的数的快慢来决定，即与时钟CLK的频率有关。在本次设计中，我想利用555定时器产生0.5kHZ的方波。设计计算公式：高电平时间： 低电平时间：图6 555脉冲电路仿真波形以及连接图形如图图7 仿真图形3.2整体电路工作原理汽车尾灯控制电路如图
9、8所示，其显示驱动电路由6个发光二极管构成；译码电路由38线译码器74LSl38和6个与门构成。74LSl38的三个输入端A2、A1、A0分别接S1、Q1、Q0，而Q1Q0是三进制计数器的输出端。当S10，使能信号A=G=1，计数器的状态为00，01，10时，74LSl38对应的输出端、信号为“1”无效），反相器G1G3的输出端也依次为0，故指示灯D1D2D3按顺序点亮，示意汽车右转弯。若上述条件不变，而S11，则74LSl38对应的输出端依次为0有效，即反相器G4G6的输出端依次为0，故指示灯D4D5D6按顺序点亮，示意汽车左转弯。当G0，A=1时，74LSl38的输出端全为1，G6G1的输
10、出端也全为1，指示灯全灭；当G0，ACP时，指示灯随CP的频率闪烁。CP脉冲源是由555电路构成的.开关电路控制A G的电平高低，从而控制计数电路的变化。整体电路图如下：图8 整体电路4.运用protel设计电路4.1 应用protel设计的局部电路图8 显示电路图9 开关控制电路图10 三级制计数电路4.2 全局电路图11 全局电路4.3 应用protel制作的印刷版电路图13 PCB印刷电路5.电路的仿真 本次课程设计应用的是Proteus 软件。Proteus 软件是由英国 Labcenter Electronics 公司开发的EDA工具软件，已有近20年的历史，在全球得到了广泛应用。P
11、roteus 软件的功能强大，它集电路设计、制版及仿真等多种功能于一身，不仅能够对电工、电子技术学科涉及的电路进行设计与分析，还能够对微处理器进行设计和仿真，并且功能齐全，界面多彩，是近年来备受电子设计爱好者青睐的一款新型电子线路设计与仿真软件。5.1 Proteus界面下的电路图图14 整体电路图5.2 部分仿真结果图15 开关全部打开时波形图16 开关局部闭合时波形图17 开关局部闭合时波形图18 开关闭合打开时波形图19 开关全部闭合电路仿真图20 开关局部闭合电路仿真图21 开关局部闭合电路仿真图22 开关全部打开电路仿真图23 开关全部打开电路仿真6.主要元器件清单表4电阻200，译
12、码器74LS138触发器74LS76发光二极管LED与非门74LS00非门74LS04开关Switch异或门74LS86电源若干555定时器NE5557.总结与体会“电子技术课程设计”是电子技术课程的实践性教学环节，是对我学习电子技术的综合性训练。在我以前我从来没有真正的搞过这样的实践设计,所以我非常珍惜这次做课程设计的机会.通过这次汽车尾灯控制器的设计，我学了不少知识。通过这次课程设计，加强了我动手、思考和解决问题的能力.现在设计已经做好了,自己感觉还是比较好的,虽然花了很多的时间,但学到了很多东西.做课程设计的时候,自己把整个书本都看了几遍,增强了自己对知识的理解,很多以前不是很懂的问题现
13、在都已经一一解决了.在课程设计的过程中,我想了很多种方案,对同一个问题（像计数器的接法）都想了很多种不同的接法,运用不同的芯片进行了比较,最后还是采取了上面的方法进行连接.在连线过程中,经常会遇到一些问题,比如接错线,无意中删除了一些线等,使自己感觉到有点点的力不从心.从开始做课程设计那天起,脑中天天都想着同样的问题,怎么去接线,怎么去把电路弄得更加简单,怎么别人更容易看懂.但似乎时间过得真的很快,我用了好几天才把它完全弄完,完成后,心里有一种说不出的高兴.在课程设计期间，我努力上网和到图书馆找资料，学习相关理论知识，虽然有些辛苦，但也是值得的 。设计中基本实现了汽车在运行时候尾灯点亮方式的各
14、种情况。由于在行车的时候都是用开关控制的，所以每一个开关应该有一个消除机械振动的装置，可以利用基本RS触发器来实现。在设计中可以再多用一个74161来做，从而简化电路图。所以如果在时间允许的条件下可以对这一系列的不足进行解决，从而是整个系统更加可靠。8.参考文献1现代电子技术实践课程知道 机械工业出版社2数字电子技术基础 高等教育出版社3、电子技术实验与课程设计毕满清4、电子技术课程设计指导，彭介华主编，北京：高等教育出版社，19975、试验电子技术，李振声主编，北京：国防工业出版社，20016、电子电路试验及应用课题设计，卢结成等编，中国科学技术大学出版社，7、中国集成电路大全编写委员会编写，北京：国防工业出版社，19858、电子技术基础课程设计，梁宗善主编，武汉：华中理工大学出版社，19959、电子技术基础试验与课程设计第二版，国防科技大学 高吉祥主编10、电子技术基础试验电子电路实验，设计，仿真第二版,陈大钦主编11、新型电子电路应用实例，何希才编著，科学技术出版社2005第一版
