仿真汽车尾灯控制电路1.docx
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仿真汽车尾灯控制电路1
课程设计
题目:
汽车尾灯控制电路的设计
姓名:
学号:
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系别:
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专业:
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届别:
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指导教师:
_________________
目录
1摘要:
2
2设计的要求与实现2
2.1设计的要求2
2.2任务分析3
3.电路结构与原理图3
3.1开关控制电路3
3.2三进制计数器电路4
3.3译码电路5
3.4驱动电路:
6
3.5总电路图6
4计算、仿真的过程和结果7
5.设计和使用说明8
6结束语8
参考文献;9
1摘要:
随着集成电路和计算机技术的飞速发展,EDA技术应运而生,它是一种高级、快速、有效的电子设计自动化技术。
EDA技术就是以计算机为工具,设计者在EDA软件平台上,用硬件描述语言VHDL完成设计文件,然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真,直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点,可对设计方案进行人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。
EDA技术的出现,极大地提高了电路设计的效率和可操作性,减轻了设计者的劳动强度。
Multisim12.0是一款优秀的电子电路辅助分析与设计软件。
运用Multisim10软件设计了汽车尾灯控制电路,整个系统由开关控制电路、振荡电路、三进制计数器、译码器和显示驱动电路五个部分组成。
电路结构简单、布线清晰、易于实现。
计算机仿真结果表明该电路实现了汽车尾灯控制。
基于Multisim10的电路设计与仿真方法与传统的设计方法相比,具有省时、低成本、高效率的优越性。
汽车尾灯控制系统的设计诞生以来经过了无数次的改进,得到了广泛的应用。
设计一个尾灯控制器,实现对汽车尾灯状态的控制,探究一套既快又可靠,更加合理的设计方法,进行高性能汽车尾灯控制系统的设计研究,具有非常深远的实际和理论意义。
2设计的要求与实现
2.1设计的要求
假设汽车尾部左右两侧各有三个指示灯(用发光二极管模拟)
1、汽车正常运行时指示灯全灭;
2、左转弯时左侧3个指示灯按左循环顺序点亮;
3、右转弯时右侧3个指示灯按右循环顺序点亮;
4、紧急刹车时发光二极管全亮。
2.2任务分析
根据任务要求,左转、右转及刹车3个开关分别用变量J1、J2、J3表示,变量取值为0、1,分别表示开关断开和闭合。
3个左转灯用变量L1、L2、L3表示,3个右转灯用变量R1、R2、R3表示,变量取值为0、1,分别表示灯熄灭和点亮。
在汽车左、右转行驶时,由于3个指示灯被循环点亮,所以可用一个三进制计数器的状态控制译码器顺序输出低电平,按要求顺序点亮指示灯。
汽车尾灯控制电路的功能如附表所示(表中x表示0、1状态任意取值)。
开关状态计数器状态汽车尾灯状态
J1
J2
J3
Q1
Q2
L3
L2
L1
R1
R2
R3
0
0
0
x
x
0
0
0
0
0
0
1
1
0
x
X
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
0
0
0
0
x
X
1
X
x
1
1
1
1
1
1
根据上述任务分析与功能表,确定设计方案,整个控制电路由开关控制电路等模块组成。
3.电路结构与原理图
3.1开关控制电路
开关两端一端接高电平,一端接地(低电平)。
74LS86D与74LS138的输入控制端连接,当开关同时闭合或断开的时候,输入相同,74LS86输出为“0”,则74LS138不译码。
若两开关同时断开,则74LS08D的输出为“1”;S2A开关打开;S2A开关闭合,S1A开关打开时的分析也按照上面的方法来分析实现。
3.2三进制计数器电路
三进制计数电路由2个主从JK触发器构成。
第一个主从JK触发器的输出Q1端直接接入74LS138译码器的输入端,第二个主从JK触发器的输出Q2端输入也直接接入74LS138的输入端,同时,第二个主从JK触发器的另一端输出直接作为第一个主从JK触发器的J端输入,注意,Q2应比Q1的权高。
并且,两个主从JK触发器的K端输入都是接的高电平,这样就能使变化后的脉冲的周期为3,从而实现了三进制计数。
图1三进制形成电路
图2三进制对应波形
3.3译码电路
译码器的逻辑功能是将每个输入的二进制代码译成对应的输出高、低电平信号或另外一个代码,因此,译码是编码的反操作。
二进制译码器的输入是一组二进制代码,输出时一组与输入代码一一对应的高、低电平信号。
74LS138译码器是一种经常使用的3线8线译码器,4、5端接地,6端接控制电路提供的控制信号,1、2、3分别第一个和第二个主从JK触发器的输出信号Q1、Q2、和控制电路的控制信号。
由于只要求有6个指示灯,所以在74LS138的输出端只接了6个端口(左转弯:
Y0Y1Y2;右转弯:
Y4Y5Y6)用以控制信号灯。
图374LS138引脚图(上图)
图474LS138功能表(下图)
3.4驱动电路:
使用发光二极管来显示运行结果。
发光二极管正端接5V电源。
图55V驱动电路
3.5总电路图
4计算、仿真的过程和结果
在各个情况下电路运行结果
当A开关闭合,B开关打开(即逻辑10)时的运行结果如图
当A开关打开,B开关闭合(即逻辑01)时的运行结果如图:
A、B开关同时闭合(即逻辑11)时的运行结果如图:
A、B开关同时打开(即逻辑00)时运行结果如下
图6S3A开关闭合,S1A、S2A开关打开运行结果图7S1A开关闭合,S3A、S2A开关打开运行结果
图8S2A闭合,S1A、S3A开关同时打开运行结果图
5.设计和使用说明
汽车尾灯是汽车的主要部分,在我们的生活中不可缺少,正是有了它才是我们的交通得以正常进行。
现在社会上出现交通事故的比例很高除了自身原因外,汽车尾灯也发挥着主要的作用,尾灯的指示灯按正常指定闪烁将会避免很多事故的发生 。
汽车尾灯控制电路是数字电路在交通控制电路中的典型应用,在日常生活中有着广泛的应用,本设计基本上模拟了汽车运行过程中的实际状况,一般有左右各三个灯,当人们看到灯不同形式的亮灭闪烁时,就会知道驾驶员的操作意图,即行驶、左转、右转及刹车。
故汽车尾灯尤其重要,可以让驾驶员正确的规避风险,保护大家的人生安全。
这次设计是基于计算机Multisim仿真软件进行仿真的,汽车正常运行时指示灯全灭,汽车右转弯时,右侧3个灯按右循环顺序点亮,车左转弯时,左侧3个灯按左循环顺序点亮,汽车临时刹车时所有指示灯同时变亮。
6结束语
通过此次课程设计,使我更加扎实的掌握了有关数字集成芯片应用方面的知识,在设计过程中虽然遇到了一些问题,但经过一次又一次的思考,一遍又一遍的检查终于找出了原因所在,也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
实践出真挚,通过亲自动手制作,使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
在本设计当中,比较困难的板块就是设计三进制计数器电路,应用Multisim12.0进行电子电路设计和仿真,可利用大量丰富的元器件库和实用的虚拟仪器,可改变电路元器件参数来调整电路,使之更好地接近设计要求,且操作简单、搭建电路方便快捷、修改电路方便。
对于较复杂的电路设计,采用层次电路设计方法,便于对电路的理解。
在电路设计仿真完成之后再构建实际电路,从而降低了成本,大大提高了电路设计的效率。
在此次课程设计中不仅培养了独立思考、动手操作的能力,其他各种其它能力上也都有了提高。
更重要的是,在实验课上,我们学会了很多学习的方法。
而这是日后最让我们受益匪浅的。
要面对社会的挑战,只有不断的学习、实践,再学习、再实践。
这对于我们的将来也有很大的帮助。
回顾起此课程设计,至今我仍感慨颇多,从理论到实践,在这段日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。
通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合的重要性。
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,将理论应用到实际中,才能真正为社会服务。
参考文献;
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4
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北京航空航天大学出版社,2007
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