汽车尾灯电子技术课程设计.docx
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汽车尾灯电子技术课程设计.docx
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汽车尾灯电子技术课程设计
天津商业大学
2008届本科电子技术课程设计
汽车尾灯电路的设计
姓名:
李璧辰
系别:
自动化系
专业:
自动化
学号:
20083323
指导教师:
侯淑萍郭会娟
2010年12月
汽车尾灯电路的设计
1设计任务与要求
1.1基本功能
汽车尾部左右侧各3个灯,共有四个操作选择,分别是:
A:
正常运行,指示灯全灭
B:
左拐弯,左侧3个灯按左循环依次点亮
C:
右拐弯,右侧3个灯按右循环依次点亮
D:
刹车时,6个灯随脉冲同步闪烁
2设计原理
2.1尾灯与汽车运行状态对照表
开关状态
汽车运行状态
左尾灯
右尾灯
S1S0
D4D5D6
D1D2D3
00
正常运行
灯灭
灯灭
01
右转弯
灯灭
D1D2D3循环闪烁
10
左转弯
D4D5D6循环闪烁
灯灭
11
刹车
所有尾灯随时钟计脉冲CP同时闪烁
2.2设计思路
分析以上设计任务,发现汽车在不同运行状态即正常,左转,右转,刹车时车灯的闪烁以及点亮次序是不同的,但是在左转及右转时是循环点亮的,所以考虑采取一个三进制计数器来控制译码电路,按顺序输出低电平,从而达到控制各尾灯按要求点亮的目标。
那么总体电路就有三进制计数器附带时钟计时电路,开关控制电路,汽车尾灯附带译码电路三部分构成。
这三部分的详细电路设计过程将在下面给出,现在继续对电路逻辑及构成整体分析。
以上所采用的三进制计数器将由16进制计数器74LS161构成,而译码电路将采用74LS138构成,开关控制电路由74LS138与尾灯显示驱动电路组成的使能端信号,根据总体逻辑分析组合得到.
下面给出控制逻辑功能表:
开关情况
三进制计数器
尾灯
S1S0
Q1Q0
D5D6D4D1D2D3
00
××
000000
01
00
01
10
000100
000010
000001
10
00
01
10
001000
010000
100000
11
××
CPCPCPCPCPCP
根据设计思路,给出总体电路逻辑框图,
总体框图如下:
3电路设计
3.1时钟信号源
时钟信号源的功能是使尾灯产生闪烁给其他行人及车辆传递信息,所以我起先的想法是根据数电学到的知识设计一个由555定时器构成的多谐振荡器,由它产生脉冲。
电路如下图
设计计算公式:
高电平时间:
低电平时间:
占空比:
理论占空比D=50.34%
理论频率F=1
根据设计理论这个时钟信号源将输出频率为1HZ的方波,但是十分遗憾,在Multisim10.0虚拟实验室中仿真时却始终无法通过,不论是对整机电路的测试,还是单独对555定时器的仿真,在接入示波器后无法得到理想的方波,多次更换电阻以及电容值后依然无法顺利实现方波输出,所以不得已采用Multisim10.0中提供的
这个200HZ5V的方波信号源仿真,并最终取得成功。
所得到的方波如图所示:
3.2三进制计数器电路
三进制计数器电路由16进制计数器74LS161构成,电路图如下
异步清零是信号有效时,无视触发脉冲,立即清零。
74LS161采用异步清零。
而在异步清零的计数器电路中,只要RD’出现低电平,触发器立即被置零,不受CLK的控制。
3.3尾灯电路
前文所述,其显示驱动电路由6个发光二极管和6个反相器构成;译码电路由3-8线译码器74LS138和6个与非门构成。
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、S0=1,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0Y,1Y,2Y依次为0有效(4Y,5Y,6Y信号为“1”无效),即反相器G1~G3的输出端也依次为0,故指示灯D1→D2→D3按顺序点亮示意汽车右转弯.
若上述条件不变,而S1=1、S0=0,则74LS138对应的输出端4Y、5Y、6Y依次为0有效,即反相器G4~G6的输出端依次为0,故指示灯D4→D5→D6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,G6~G1的输出端也全为1,指示灯全灭灯;当G=0,A=CP时,指示灯随CP的频率闪烁。
对该设计电路的仿真连接如下
其中4和5两个端口接地,6端口接控制电路,3直接接开关S1,1和2接三进制计数器的输出端
3.4开关控制电路
设74LS138和显示驱动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)的真值表如下图所示。
开关状况
CP
使能信号
S1
S0
G
A
0
0
×
0
1
0
1
×
1
1
1
0
×
1
1
1
1
CP
0
CP
由上表结果整理后可以得出逻辑表达式
由以上逻辑表达式可以得到开关控制电路
该电路进行仿真可得到以下电路图
上图为开关控制电路,电阻提供200欧姆.至此电路的总共三大部分分别介绍完毕.
3.5整机电路
在整机电路中,左下角就是设计出的555定时器构成的时钟信号源,虽然没有在电路中起到作用,但是暂时保留
3.6仿真结果
(1)汽车正常运行时,开关打开S1=S0=0,得出G=0,A=1,六个反相器的输出端也全为1,指示灯此时全灭
(2)汽车左拐时,S1=1,S0=0时,由此推出A=G=1,74LS138对应的输出端4Y,5Y,6Y依次为0有效,则反相器U4D,U5D,U6D输出端依次为0,则指示灯,LED灯101112按顺序点亮,示意汽车左转弯
(3)当汽车右拐时,S1=0,S0=1时,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0Y,1Y,2Y依次为0有效(4Y,5Y,6Y信号为“1”无效),即反相器U1D,U2D,U3D的输出端也依次为0,故指示灯789按顺序点亮示意汽车右转弯。
(4)当汽车刹车时,S1=S0=1时,G=0,A=CP,指示灯随CP的频率闪烁。
4设计体会
在接到这次设计方案之初,我确实有些紧张,因为这是第一次把课本知识与实际问题结合在一起。
在设计过程中,我们组四个人采用方案统一,电路各自模拟各自仿真的方法,这样既锻炼了自己的独立思考能力,也可以更多的熟悉各种仿真软件。
之前我们想过采用VHDL语言通过可编程逻辑器件来实现任务要求,但是我们分组成员对这一语言的运用相对不是很熟练,所以决定采用上学期学到的一些数电方面的知识。
在电路设计中我们用到学过的同步计数器74LS161和译码器74LS138。
还有一些例如反相器,各种门电路在内的基础器件,因此,我对它们的功能和运用有了更深一步的了解。
使得以前仅仅在书本学到的知识转为实际上的应用。
在仿真中我们原计划打算采用QuartusⅡ5.0来实现,但是一来没有找到合适的版本,二是Multisim软件在周围同学当中的使用率较高,遇到问题时可以相互探讨研究。
我们这次使用Multisim10.0对电路进行模拟仿真,从而使设计结果得到了验证。
但是我仍旧还有一个遗憾,就是用555定时器构成的时钟信号源仿真的失败,本来还想多次调试,直到达到合适的结果,但是苦于时间要求,我只好使用Multisim10.0提供的方波源来实现要求,不过我不会放弃,我会依然继续在闲暇时间利用软件对时钟源进行不断的修改和设计,包括我在查询资料时也看到了除了通过555定时器的利用别的器件实现1Hz方波输出。
这些也都值得我去探索。
最后通过这次课程设计环节,我初步掌握了一些利用课本知识解决实际问题的方法,加强了我的专业素质,提升了我的动手能力,同时也锻炼了我与团队成员之间的协作能力。
提起了我对专业的深度兴趣。
总而言之在这次的课程设计中我学到了很多东西。
参考资料
[1]康华光等.电子技术基础数字部分(第五版)[J].北京:
高等教育出版社,2009,12.
[2]胡继专.基于Multisim9.0汽车尾灯控制系统的设计 [M].苏州科技学院学报,2007,977-80.
[3]屠齐飞.LED的用于汽车尾灯的展望[M].光源与照明,2001.1
[4]阎石.数字电子技术基础(第五版)[J].北京:
清华大学出版社,2006.5
[5]谢自美.电子线路设计、实验、测试[J].武汉:
华中科技大学出版社,2001
[6]姚福安.电子电路设计与实践[J]山东:
山东科学技术出版社
[7]陈捷、周太明.汽车尾灯的发展动向[M]灯与照明,2000.12
[8]蓝风.汽车尾灯[M].中国电脑教育报,2005.12
[9]张宏儒.汽车尾灯检测设置设计研究[M].才智,2009.7
[10]孙梅生.电子技术基础设计[J].北京:
高等教育出版社,2008
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