汽車尾燈控制器設(shè)計(jì).doc

成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文汽車尾燈控制器的電路設(shè)計(jì)姓名：趙建春專業(yè)名稱：應(yīng)用電子技術(shù) 指導(dǎo)教師：李蘭英 講師汽車尾燈控制器的電路設(shè)計(jì)摘要前言伴隨現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展，人們正處于一個(gè)信息時(shí)代，每天要從周圍環(huán)境獲取大量的信息，例如，電視、廣播、印刷媒體等為人們報(bào)道世界范圍內(nèi)發(fā)生的各種事件。這些信息通常是通過我們的感覺器官（眼、耳等）進(jìn)入大腦，并被存儲下來，以作進(jìn)一步的分析。數(shù)字電子技術(shù)幾乎應(yīng)用于每一電子設(shè)備或電子系統(tǒng)中。計(jì)算機(jī)、計(jì)算器、電視機(jī)、音響系統(tǒng)、視頻記錄設(shè)備、光碟、長途電信及衛(wèi)星系統(tǒng)等，無一不采用數(shù)字系統(tǒng)。所以，掌握或具有一定的數(shù)字電子技術(shù)對我們工科類大學(xué)生來說是至關(guān)重要的。此次課程設(shè)計(jì)接近現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，將我們在課堂上的理論知識運(yùn)用到實(shí)際生活當(dāng)中。在設(shè)計(jì)的過程中，需要我們對理論知識理解透徹，對所需的各個(gè)電子元件熟悉了解以及具有化繁為簡的總體設(shè)計(jì)思想。電子產(chǎn)品要求原理簡單，造價(jià)成本低。因此，越簡單的設(shè)計(jì)越能吸引制造商的眼球，越能滿足生活要求。汽車的尾燈是其運(yùn)行方式的最直接表示方式，令行人或其他車輛清晰明白它將要發(fā)生的動態(tài)變化。從而避免交通事故的發(fā)生。設(shè)計(jì)此電路要求嚴(yán)格符合交通規(guī)則，尾燈閃亮或熄滅準(zhǔn)確，才不會讓行人或其他車輛產(chǎn)生誤解。ni multisim10仿真為模、數(shù)電畫圖軟件；isis 為仿真軟件。設(shè)計(jì)中會用到這兩個(gè)軟件，要求能熟練運(yùn)用。關(guān)鍵詞：發(fā)光二極管 multisim10 設(shè)計(jì)程序- ii -abstractthis subject introduces a new simple based on scm automobile tail light control circuit design methods, this design mainly to solve how to more flexible automobile tail light controller to control, turn left, turn right and nasty brake information, etc. through the design automobile tail light display and control circuit, can be a very good comprehensive we had learned to single chip microcomputer, the c language, analog circuits knowledge, be familiar with the basic method of the electronic circuit design. and multisim 10 is a good electronic circuit auxiliary analysis and design software, the whole system consists of switch control circuit, oscillating circuit, ternary counter, decoder and display driver circuit five parts. computer simulation results show that the circuit realized the automobile tail light control. the car is its tail lights the operation ways of the most direct . at present in the domestic and foreign, the whole social trends are low energy, environmental protection, high efficiency for the subject. so is the trend of the development of the led taillights, and now of high-grade car has started configuration.keywords: light emitting diode, multisim10, design program目錄摘要iabstractii前言11 概述31.1本課題的意義31.2 設(shè)計(jì)要求31.3設(shè)計(jì)軟件multisim介紹31.4設(shè)計(jì)方案選擇52 單元電路設(shè)計(jì)72.1 設(shè)計(jì)原理72.2總設(shè)計(jì)體圖132.3單元電路設(shè)計(jì)132.3.1設(shè)計(jì)秒脈沖電路的設(shè)計(jì)162.3.2三進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)182.3.3開關(guān)控制電路設(shè)計(jì)202.4系統(tǒng)電路框圖223 仿測試結(jié)果分析233.1汽車尾燈控制電路仿真運(yùn)行233.2當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)時(shí)仿真運(yùn)行243.3當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)時(shí)仿真運(yùn)行263.4當(dāng)汽車當(dāng)汽車剎車時(shí)仿真運(yùn)行27總結(jié)29致謝30參考文獻(xiàn)31附件 焊接技術(shù)32前言汽車作為現(xiàn)代交通工具已大量進(jìn)入人們的生活，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，對于汽車的控制電路，也已從過去的全人工開關(guān)控制發(fā)展到了智能化控制。在夜晚或因天氣原因能見度不高的時(shí)候，人們對汽車安全行駛要求很高汽車尾燈控制系統(tǒng)給大家?guī)砹朔奖恪Ｆ囄矡艨刂破魇请S汽車智能化技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的，汽車尾燈一般是用基于微處器的硬件電路結(jié)構(gòu)構(gòu)成，正因?yàn)橛布娐返木窒扌?，不能隨意的更改電路的功能和性能，且可靠性得不到保證，因此對汽車尾燈控制系統(tǒng)的發(fā)展帶來一定的局限性。難以滿足現(xiàn)代汽車的智能化發(fā)展8。 隨著(eda)仿真技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)和設(shè)計(jì)工具發(fā)生了深刻的變化。利用硬件描述語言對數(shù)字系統(tǒng)的硬件電路進(jìn)行描述是eda的關(guān)鍵技術(shù)之一。c語言是目前主流的硬件描述語言，它具有很強(qiáng)的電路描述和建模能力，且有與具體硬件電路無關(guān)和與設(shè)計(jì)平臺無關(guān)的特性在語言易讀性和層次化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面表現(xiàn)出強(qiáng)大的生命力和應(yīng)用潛力。本文采用先進(jìn)的eda技術(shù)，利用multisim工作平臺，設(shè)計(jì)了汽車尾燈控制系統(tǒng)并對系統(tǒng)進(jìn)行了仿真及驗(yàn)證。尾燈顯示系統(tǒng)采用發(fā)光二極管led(1ight emitting diode)。由于其具備體積小、壽命長、低能耗、耐震動、無頻閃及反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)已成為備受矚目的新一代車燈光源技術(shù)。目前通用的汽車尾燈光源仍然是白熾燈和節(jié)能燈占主導(dǎo)地位，加上紅、黃等配光透鏡實(shí)現(xiàn)配光要求，缺點(diǎn)是易損壞、耗電量大、壽命短、激勵響應(yīng)時(shí)間長，給道路交通帶來安全隱患等。現(xiàn)有的led汽車尾燈主要有兩種：一種是用多個(gè)led密布于燈殼內(nèi)直接經(jīng)配光透鏡配光，其缺點(diǎn)是用了多顆led或者用大功率led，成本高；另外一種是將led排布成平面或者柱狀置于燈殼內(nèi)，經(jīng)自由曲面反射腔配光或自由曲面反射腔和配光透鏡聯(lián)臺配光，其缺點(diǎn)是自由曲面反射腔制作工藝復(fù)雜。現(xiàn)針對目前l(fā)ed汽車尾燈配光困難、體積大等缺陷，有效利用led光源體積小、亮度高等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種節(jié)能、高效的新型組合式led汽車尾燈。最后論文對課題內(nèi)容及成果進(jìn)行了總結(jié)。1 概述1.1本課題的意義通過555系列來制作脈沖產(chǎn)生器，利用j-k觸發(fā)器改制三進(jìn)制計(jì)數(shù)器和譯碼器的使用等一系列方法。實(shí)驗(yàn)通過發(fā)光二極管模擬汽車尾燈來實(shí)現(xiàn)了汽車在行駛時(shí)候的四種情況：正常行駛，左拐彎，右拐彎，臨時(shí)剎車。隨后運(yùn)用軟件中的仿真功能對其予以仿真，從仿真的結(jié)果中分析程序的正確性。待所有模塊的功能正確之后，運(yùn)用原理圖搭建頂層電路并進(jìn)行整體仿真直至達(dá)到最初的設(shè)計(jì)要求，最后做成實(shí)物，進(jìn)行驗(yàn)證。1.2 設(shè)計(jì)要求在汽車尾部左右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈（假定用發(fā)光二極管模擬），根據(jù)汽車運(yùn)行的狀況，指示燈需具有四種不同的狀態(tài)：1)汽車正向行駛時(shí)，左右兩側(cè)的指示燈處于熄滅狀態(tài)； 2）汽車向右轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，右側(cè)的三個(gè)指示燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮； 3）汽車向左轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，左側(cè)的三個(gè)指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮； 4）汽車臨時(shí)剎車時(shí)，左右兩側(cè)指示燈處于同時(shí)閃爍狀態(tài)。1.3設(shè)計(jì)軟件multisim介紹1.multisim 2001提供了多種工具欄，并以層次化的模式加以管理，用戶可以通過view菜單中的選項(xiàng)方便地將頂層的工具欄打開或關(guān)閉，再通過頂層工具欄中的按鈕來管理和控制下層的工具欄。通過工具欄，用戶可以方便直接地使用軟件的各項(xiàng)功能。頂層的工具欄有：standard工具欄、design工具欄、zoom工具欄，simulation工具欄2. design工具欄作為設(shè)計(jì)工具欄是multisim的核心工具欄，通過對該工作欄按鈕的操作可以完成對電路從設(shè)計(jì)到分析的全部工作，其中的按鈕可以直接開關(guān)下層的工具欄：component中的multisim master工具欄，instrument工具欄。 （1）作為元器件（component）工具欄中的一項(xiàng)，可以在design工具欄中通過按鈕來開關(guān)multisimmaster工具欄。該工具欄有14個(gè)按鈕，每個(gè)每一個(gè)按鈕都對應(yīng)一類元器件，其分類方式和multisim元器件數(shù)據(jù)庫中的分類相對應(yīng)，通過按鈕上圖標(biāo)就可大致清楚該類元器件的類型。具體的內(nèi)容可以從multisim的在線文檔中獲取。 這個(gè)工具欄作為元器件的頂層工具欄，每一個(gè)按鈕又可以開關(guān)下層的工具欄，下層工具欄是對該類元器件更細(xì)致的分類工具欄。以第一個(gè)按鈕為例。通過這個(gè)按鈕可以開關(guān)電源和信號源類的sources工具欄. （2）instruments工具欄集中了multisim為用戶提供的所有虛擬儀器儀表，用戶可以通過按鈕選擇自己需要的儀器對電路進(jìn)行觀測。3用戶可以通過zoom工具欄方便地調(diào)整所編輯電路的視圖大小。4simulation工具欄可以控制電路仿真的開始、結(jié)束和暫停。5. eda軟件所能提供的元器件的多少以及元器件模型的準(zhǔn)確性都直接決定了該eda軟件的質(zhì)量和易用性。multisim為用戶提供了豐富的元器件，并以開放的形式管理元器件，使得用戶能夠自己添加所需要的元器件。6. multisim以庫的形式管理元器件，通過菜單tools/ database management打開database management（數(shù)據(jù)庫管理）窗口,對元器件庫進(jìn)行管理.7. 在database management窗口中的daltabase列表中有兩個(gè)數(shù)據(jù)庫:multisim aster和user。其中multisim master庫中存放的是軟件為用戶提供的元器件,user是為用戶自建元器件準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)庫。用戶對multisim master數(shù)據(jù)庫中的元器件和表示方式?jīng)]有編輯權(quán)。當(dāng)選中multisim master時(shí)，窗口中對庫的編輯按鈕全部失效而變成灰色。但用戶可以通過這個(gè)對話窗口中的button in toolbar顯示框，查找?guī)熘胁煌悇e器件在工具欄中的表示方法。8. 據(jù)此用戶可以通過選擇user數(shù)據(jù)庫，進(jìn)而對自建元器件進(jìn)行編輯管理。在multisim master中有實(shí)際元器件和虛擬元器件，它們之間根本差別在于：一種是與實(shí)際元器件的型號、參數(shù)值以及封裝都相對應(yīng)的元器件，在設(shè)計(jì)中選用此類器件，不僅可以使設(shè)計(jì)仿真與實(shí)際情況有良好的對應(yīng)性,還可以直接將設(shè)計(jì)導(dǎo)出到ultiboard中進(jìn)行pcb的設(shè)計(jì)。另一種器件的參數(shù)值是該類器件的典型值，不與實(shí)際器件對應(yīng)，用戶可以根據(jù)需要改變器件模型的參數(shù)值，只能用于仿真，這類器件稱為虛擬器件。它們在工具欄和對話窗口中的表示方法也不同。在元器件工具欄中，雖然代表虛擬器件的按鈕的圖標(biāo)與該類實(shí)際器件的圖標(biāo)形狀相同，但虛擬器件的按鈕有底色，而實(shí)際器件沒有。9. 詳細(xì)的報(bào)告能夠呈現(xiàn)材料清單、元件詳細(xì)報(bào)告、網(wǎng)絡(luò)報(bào)表、原理圖統(tǒng)計(jì)報(bào)告、多余門電路報(bào)告、模型數(shù)據(jù)報(bào)告、交叉報(bào)表7種報(bào)告。10. 兼容性好的信息轉(zhuǎn)換提供了轉(zhuǎn)換原理圖和仿真數(shù)據(jù)到其他程序的方法，可以輸出原理圖到pcb布線（如ultiboard、orcad、pads layout2005、p-cad和protel）；輸出仿真結(jié)果到mathcad、excel或labview；輸出網(wǎng)絡(luò)表文件；向前和返回注；提供internet design sharing（互聯(lián)網(wǎng)共享文件）。1.4設(shè)計(jì)方案選擇方案一：該方案通過74ls160或74ls161計(jì)數(shù)器構(gòu)成能產(chǎn)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(chǎn)生00、01、10的三種狀態(tài)信號。方案三：通過d觸發(fā)器產(chǎn)生00、01、10的三種狀態(tài)信號。 方案四：通過t觸發(fā)器產(chǎn)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(shí)發(fā)現(xiàn)，由于計(jì)數(shù)器競爭冒險(xiǎn)的存在，使得尾燈在閃爍時(shí)總會出現(xiàn)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，電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，所以選用此方案。第三種方案，由于電路結(jié)構(gòu)較之上一方案有點(diǎn)復(fù)雜，而且需要芯片比較多，成本較高，因此不采用此方案。1. 汽車行駛時(shí)有正常行駛、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和剎車四種情況，設(shè)汽車尾部左右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈（用發(fā)光二極管模擬）。（1） 汽車正常運(yùn)行時(shí)指示燈全滅（2） 汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮（3） 汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè)燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮（4） 汽車臨時(shí)剎車時(shí)所有指示燈同時(shí)閃爍2. 汽車尾燈控制電路主要由開關(guān)控制電路，三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，譯碼、顯示驅(qū)動電路組成。由于汽車左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)時(shí)，三個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)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(diǎn)亮。 首先，設(shè)置兩個(gè)可控的開關(guān)，可產(chǎn)生00、01、10、11四種狀態(tài)。 開關(guān)置為00狀態(tài)時(shí)，汽車處于正常行駛狀態(tài)； 開關(guān)置為01狀態(tài)時(shí)，汽車處于右轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)； 開關(guān)置為10狀態(tài)時(shí)，汽車處于左轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)； 開關(guān)置為11狀態(tài)時(shí)，汽車處于剎車狀態(tài)。根據(jù)不同的狀態(tài)，繪制汽車尾燈和汽車運(yùn)行狀態(tài)表1如下：圖1.1汽車尾燈運(yùn)行狀態(tài)表開關(guān)控制汽車運(yùn)行狀態(tài)右轉(zhuǎn)尾燈左轉(zhuǎn)尾燈kr klr1r2r3l1l2l30 0正常運(yùn)行燈滅燈滅0 1左轉(zhuǎn)彎燈滅l1l2l3l2l3l3全滅l1l2l31 0右轉(zhuǎn)彎r1r1r2r1r2r3全滅r1燈滅2. 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器可由74ls163芯片和74ls00構(gòu)成；譯碼電路可用譯碼器74ls138和6個(gè)與非門構(gòu)成；顯示、驅(qū)動電路由6個(gè)發(fā)光二極管和6個(gè)反向器構(gòu)成。圖1.2汽車尾燈控制邏輯功能開關(guān)控制s1s0三進(jìn)制計(jì)數(shù)器q1q0六個(gè)指示燈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 10 00 11 00 0 1 0 0 00 1 0 0 0 01 0 0 0 0 0 1cp cp cp cp cp cp分析：1） 燈需要在不同的情況下出現(xiàn)以下三種情況，全滅，閃爍，循環(huán)亮滅?？梢岳糜?jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生循環(huán)脈沖信號或者利用數(shù)據(jù)選擇器對需要的信號進(jìn)行選通來達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?） 脈沖信號的產(chǎn)生?？紤]利用555定時(shí)器構(gòu)成分頻電路，來得到需要的頻率的脈沖信號。由于汽車左右轉(zhuǎn)彎時(shí)，3個(gè)燈循環(huán)點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼器電路循序輸出低電平，從而控制尾燈按要求點(diǎn)亮。由此得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下，各種指示燈與各種給定的條件下的關(guān)系，即邏輯功能表3所示。表3邏輯功能表開關(guān)控制三進(jìn)制計(jì)數(shù)器六個(gè)指示燈000000000 10000010001000010100000011 00000100001010000101000001 1cpcpcpcpcpcp2 單元電路設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)原理1. 汽車尾燈控制電路主要由開關(guān)控制電路，三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，譯碼、顯示驅(qū)動電路組成。由于汽車左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)時(shí)，三個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)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(diǎn)亮。 首先，設(shè)置兩個(gè)可控的開關(guān)，可產(chǎn)生00、01、10、11四種狀態(tài)。 開關(guān)置為00狀態(tài)時(shí)，汽車處于正常行駛狀態(tài)； 開關(guān)置為01狀態(tài)時(shí)，汽車處于右轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)； 開關(guān)置為10狀態(tài)時(shí)，汽車處于左轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)； 開關(guān)置為11狀態(tài)時(shí)，汽車處于剎車狀態(tài)。 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器可由74ls163芯片和74ls00構(gòu)成；譯碼電路可用譯碼器74ls138和6個(gè)與非門構(gòu)成；顯示、驅(qū)動電路由6個(gè)發(fā)光二極管和6個(gè)反向器構(gòu)成。原理框圖如圖所示：脈沖發(fā)生電路三進(jìn)制計(jì)數(shù)器 開關(guān)控制電路譯碼顯示驅(qū)動電路圖2.1 原理框圖2.單元電路設(shè)汽車尾燈控制電路如圖2.2所示，其顯示驅(qū)動電路由6個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成；譯碼電路由38線譯碼器74lsl38和6個(gè)與門構(gòu)成。74lsl38的三個(gè)輸入端a2、a1、a0分別接s1、q1、q0，而q1q0是三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出端。當(dāng)s10，使能信號a=g=1，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為00，01，10時(shí)，74lsl38對應(yīng)的輸出端、依次為0有效(、信號為“1”無效)，反相器g1g3的輸出端也依次為0，故指示燈d1d2d3按順序點(diǎn)亮，示意汽車右轉(zhuǎn)彎。若上述條件不變，而s11，則74lsl38對應(yīng)的輸出端、依次為0有效，即反相器g4g6的輸出端依次為0，故指示燈d4d5d6按順序點(diǎn)亮，示意汽車左轉(zhuǎn)彎。當(dāng)g0，a=1時(shí)，74lsl38的輸出端全為1，g6g1的輸出端也全為1，指示燈全滅；當(dāng)g0，acp時(shí)，指示燈隨cp的頻率閃爍。cp脈沖源是由555電路構(gòu)成的.開關(guān)電路控制a g的電平高低，從而控制計(jì)數(shù)電路的變化。整體電路圖如下：圖2.2 整體電路3.三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路可由16進(jìn)制計(jì)數(shù)器74ls161構(gòu)成，如下圖所示。 圖2.3三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路4.汽車左或右轉(zhuǎn)彎時(shí)由于是三個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼電路順序輸出低電平，從而控制尾燈按要求電路，由此得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下，各指示燈與各給定條件的關(guān)系，即邏輯功能表：（0表示燈滅，1表示燈亮）表（2.1）邏輯功能表：開關(guān)控制j1 j2三進(jìn)制計(jì)數(shù)器q1 q0六個(gè)指示燈1 2 3 4 5 6 0 0 0 0 0 0 0 00 10 00 11 01 0 0 0 0 00 1 0 0 0 00 0 1 0 0 01 00 00 11 10 0 0 1 0 00 0 0 0 1 00 0 0 0 0 11 1cp cp cp cp cp cp此計(jì)數(shù)器由74ls163芯片主要構(gòu)成，74ls163計(jì)數(shù)功能簡介：其計(jì)數(shù)是同步的，靠cp同時(shí)加在四個(gè)觸發(fā)器上而實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)ctp和ctt均為高電平時(shí)，在cp上升沿作用下q0-q3同時(shí)變化，從而消除了異步計(jì)數(shù)器中出現(xiàn)的計(jì)數(shù)尖峰。對于74ls163，只有當(dāng)cp為高電平時(shí)ctp和ctt才允許高至低電平的跳變，而與cp無關(guān)。74ls163的引腳圖及真值表： 5.譯碼、顯示驅(qū)動電路圖如下圖所示： 圖2.4 譯碼、顯示驅(qū)動電路圖6.開關(guān)控制電路開關(guān)控制電路通過控制開關(guān)j1和j2的開通于關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)汽車正常行駛、左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎和剎車四種狀態(tài)。 j1、j2置于00狀態(tài)時(shí)，汽車處于正常行駛狀態(tài)； j1、j2置于01狀態(tài)時(shí)，汽車處于右轉(zhuǎn)彎狀態(tài)； j1、j2置于10狀態(tài)時(shí)，汽車處于左轉(zhuǎn)彎狀態(tài)； j1、j2置于11狀態(tài)時(shí)，汽車處于剎車狀態(tài)。 圖2.5開關(guān)控制電路圖4. 汽車尾燈電路 如圖2.2所示，其顯示驅(qū)動電路由6個(gè)發(fā)光二極管和6個(gè)反相器構(gòu)成；譯碼電路由3-8線譯碼器74ls138和6個(gè)與非門構(gòu)成。74ls138的三個(gè)輸入端a2、a1、a0分別接s1、q1、q0，而q1q0是三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出端。當(dāng)s1 = 0、s0 = 1,使能信號a=g=1，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為00，01，10時(shí)，74ls138對應(yīng)的輸出端0y,1y,2y依次為0有效(4y,5y,6y信號為“1”無效)，即反相器g1g3的輸出端也依次為0，故指示燈d1d2d3按順序點(diǎn)亮示意汽車右轉(zhuǎn)彎。若上述條件不變，而s1=1、s0=0，則74ls138對應(yīng)的輸出端4y、5y、6y依次為0有效，即反相器g4g6的輸出端依次為0，故指示燈d4d5d6按順序點(diǎn)亮，示意汽車左轉(zhuǎn)彎。當(dāng)g=0，a=1時(shí)，74ls138的輸出端全為1，g6g1的輸出端也全為1，指示燈全滅燈；當(dāng)g=0，a=cp時(shí)，指示燈隨cp的頻率閃爍。2.2總設(shè)計(jì)體圖圖2.6 整體電路2.3單元電路設(shè)計(jì)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路可由雙j-k觸發(fā)器74ls76構(gòu)成。汽車尾燈電路如圖4所示，其顯示電路有6個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成；譯碼電路由3-8線譯碼器74ls138和6個(gè)與4非門構(gòu)成。74ls138的三個(gè)輸入端a2、a1、a0分別接s1、q1、q0，而q1q0是三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出端。當(dāng)s1=0、使能信號a=g=1，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為00，01，10時(shí)，74ls138對應(yīng)的輸出端依次為0有效（信號為“1”無效），故指示燈d1d2d3按順序點(diǎn)亮示意汽車右轉(zhuǎn)彎。若上述條件不變，而s1=1，則74ls138對應(yīng)的輸出端依次為0，故指示燈d4d5d6按順序點(diǎn)亮，示意汽車左轉(zhuǎn)彎。當(dāng)g=0，a=1時(shí)，74ls138的輸出端全為1，指示燈全滅燈；當(dāng)g=0,a=cp時(shí)，指示燈隨cp的頻率閃爍。 圖2.7 三進(jìn)制計(jì)數(shù)電路開關(guān)控制電路。設(shè)74ls138和顯示電路的使能端信號分別為g和a，根據(jù)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3所示。由表3經(jīng)過整理得邏輯表達(dá)式為 時(shí)鐘信號源（clk）設(shè)計(jì)：在本次實(shí)驗(yàn)中，汽車尾燈的閃爍快慢要由計(jì)數(shù)器74138產(chǎn)生的數(shù)的快慢來決定，即與時(shí)鐘clk的頻率有關(guān)。在本次設(shè)計(jì)中，我想利用555定時(shí)器產(chǎn)生0.5khz的方波。設(shè)計(jì)計(jì)算公式：高電平時(shí)間： 低電平時(shí)間： 圖2.8 555脈沖電路仿真波形以及連接圖形如圖 圖2.9 仿真圖形2.3.1設(shè)計(jì)秒脈沖電路的設(shè)計(jì)方案一：石英晶體振蕩器；此電路的振蕩頻率僅取決于石英晶體的串聯(lián)諧振頻率fs，而與電路中的r、c的值無關(guān)。所以此電路能夠得到頻率穩(wěn)定性極高的脈沖波形，它的缺點(diǎn)就是頻率不能調(diào)節(jié)，而且頻帶窄，不能用于寬帶濾波。此電路非常適合秒脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)，但由于盡量和課堂知識聯(lián)系起來，所以沒有采用此電路。方案二：由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器；由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。555定時(shí)器的管腳圖如圖5.1所示。由于555定時(shí)器內(nèi)部的比較器靈敏度高，輸出驅(qū)動電流大，功能靈活，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓和溫度的影響很小。所以由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器的振蕩頻率穩(wěn)定，不易受干擾，因此采用此方案。圖5.1是 555定時(shí)器的引腳圖。圖2.10 555定時(shí)器的引腳圖由于本次實(shí)驗(yàn)對脈沖的要求不高，同時(shí)為了保證二極管的閃爍適宜，可以讓脈沖周期設(shè)定為一秒左右即可。由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器時(shí)輸出頻率為：t1t2則電路的震蕩周期為震蕩頻率為經(jīng)過計(jì)算，這里選擇=10k，=510k，c=1.4uf，則輸出信號為1hz（周期為1秒）。圖1.12 555定時(shí)器的電路圖2.3.2三進(jìn)制計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)表（2.2） 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表現(xiàn)態(tài)次態(tài)q1q0q1q000010110100011dd由j-k觸發(fā)器構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器：圖2.13為74ls76引腳圖，利用74ls76實(shí)現(xiàn)三進(jìn)制計(jì)數(shù)電路如圖2.14所示。圖2.13 74ls76芯片引腳圖圖2.14 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器 2.3.3開關(guān)控制電路設(shè)計(jì) 設(shè)譯碼器與顯示驅(qū)動電路的使能控制信號為g和f，g與譯碼器74ls138的使能輸入端g相連接，f與顯示驅(qū)動電路中與非門的一個(gè)輸入端相連接。由總體邏輯功能可知，g和f與開關(guān)控制變量，k1、k0以及時(shí)鐘脈沖cp之間的關(guān)系如表（2.3）所示。表（2.3） 使能控制信號與開關(guān)控制變量、時(shí)鐘脈沖的關(guān)系開關(guān)控制時(shí)鐘脈沖使能控制信號電路工作狀態(tài)k1k0cpgf0001汽車正常行駛（此時(shí)譯碼器不工作，譯碼器輸出全部為高，顯示驅(qū)動電路中的與非門輸出均為低，反相器輸出均為高，尾燈全部熄滅）0111汽車右轉(zhuǎn)彎行駛（此時(shí)譯碼器在計(jì)數(shù)器控制下工作，顯示驅(qū)動電路中的與非門輸出取決于譯碼器輸出，右側(cè)尾燈d1、d2、d3在譯碼器輸出作用下順序循環(huán)點(diǎn)亮）1011汽車左轉(zhuǎn)彎行駛（此時(shí)譯碼器在計(jì)數(shù)器控制下工作，顯示驅(qū)動電路中的與非門輸出取決于譯碼器輸出，左側(cè)尾燈d4、d5、d6在譯碼器輸出作用下順序循環(huán)點(diǎn)亮）11cp0cp汽車臨時(shí)剎車（此時(shí)譯碼器不工作，譯碼器輸出全部為高，時(shí)鐘脈沖cp通過顯示驅(qū)動電路中的與非門作用到反相器輸出端，使左右兩側(cè)的指示燈在時(shí)鐘脈沖cp作用下同時(shí)閃爍）根據(jù)g和f的邏輯表達(dá)式，可畫出開關(guān)控制電路。如圖2.15所示圖2.15 開關(guān)控制電路 開關(guān)控制電路。設(shè)74ls138和顯示電路的使能端信號分別為g和a，根據(jù)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3所示。由表3經(jīng)過整理得邏輯表達(dá)式為 邏輯表（2.4）圖2.16由上式得開關(guān)控制電路，如圖所示。 2.4系統(tǒng)電路框圖 脈沖源d觸發(fā)器邏輯電路周期為1秒的脈沖左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)分揀電路左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)原始信號左轉(zhuǎn)電鍵右轉(zhuǎn)電鍵轉(zhuǎn)向信號與剎車、檢查信號分揀電路分揀后的左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)信號剎車電鍵檢查電鍵發(fā)光二極管 圖2.17 系統(tǒng)邏輯框圖3 仿測試結(jié)果分析3.1汽車尾燈控制電路仿真運(yùn)行1.汽車尾燈控制電路仿真運(yùn)行(圖中s1=a,s0=s)當(dāng)汽車正常運(yùn)行時(shí)，s1=s0=0,使g=0,a=1，74ls138的輸出端全為1，g6g1的輸出端也全為1，指示燈全滅燈。2.當(dāng)汽車正常行駛時(shí)，j1j2處于00狀態(tài)，指示燈全滅，仿真結(jié)果如圖所示：圖3. 1正常行駛時(shí)電路仿真圖測得仿真波形如下圖所示：圖3.2正常行駛時(shí)左尾燈仿真波形圖 圖3. 3正常行駛時(shí)右尾燈仿真波形圖3.2當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)時(shí)仿真運(yùn)行當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)時(shí)，j1、j2處于10狀態(tài)，led4、led5、led6循環(huán)點(diǎn)亮，仿真電路圖如下圖所示： 圖3. 4左轉(zhuǎn)彎時(shí)電路仿真圖仿真波形如下圖所示： 圖3. 5左轉(zhuǎn)彎時(shí)左尾燈仿真波形圖 圖3. 6左轉(zhuǎn)彎時(shí)右尾燈仿真波形圖3.3當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)時(shí)仿真運(yùn)行當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)，j1、j2處于01狀態(tài)，led1、led2、led3循環(huán)點(diǎn)亮，仿真電路圖如下圖所示：圖3. 7右轉(zhuǎn)彎時(shí)電路仿真圖仿真波形如下圖所示：圖3. 8右轉(zhuǎn)彎時(shí)左尾燈仿真波形圖3.4當(dāng)汽車當(dāng)汽車剎車時(shí)仿真運(yùn)行當(dāng)汽車剎車時(shí)，s1=s0=1時(shí)，g=0，a=cp，指示燈隨cp的頻率閃爍。當(dāng)汽車剎車時(shí)電路仿真圖總結(jié)本次設(shè)計(jì)是通過查閱各種資料和我們的討論的思考做出來的，在設(shè)計(jì)的過程中我們想用dxp2004仿真但是由于時(shí)間關(guān)系，我們掌握不了。由于學(xué)過quartus ii 5.0，于是在仿真的時(shí)候我們就想到用quartus ii 5.0仿真來替代。經(jīng)過思考后覺得由于我們的主電路都是數(shù)字電路構(gòu)成的，所以完全可以由quartus ii 5.0仿真。但是對于輸入脈沖clk的頻率較小，我們又必須設(shè)計(jì)一個(gè)頻率較小的方波源，通過網(wǎng)上查閱資料可以利用555定時(shí)器構(gòu)成，于是我們又自己設(shè)計(jì)一個(gè)方波源。但是設(shè)計(jì)好方波源后我們必須仿真看是否正確，于是就用到了multisim2001進(jìn)行仿真。這次我們設(shè)計(jì)的功能都是逐一增加的，首先實(shí)現(xiàn)老師給我們提示的文檔上面的功能，然后增加一定的功能。設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)：基本實(shí)現(xiàn)了汽車在運(yùn)行時(shí)候尾燈點(diǎn)亮方式的各種情況。設(shè)計(jì)中的不足：由于在行車的時(shí)候都是用開關(guān)控制的，所以每一個(gè)開關(guān)應(yīng)該有一個(gè)消除機(jī)械振動的裝置，可以利用基本rs觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)中可以再多用一個(gè)74161來做，從而簡化電路圖。所以如果在時(shí)間允許的條件下可以對這一系列的不足進(jìn)行解決，從而是整個(gè)系統(tǒng)更加可靠。致謝此次畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)和學(xué)位論文撰寫過程中，得到了多位老師、同學(xué)、朋友的關(guān)心、指導(dǎo)和幫助。入學(xué)以來，各位老師一直以來的辛勤工作和教誨使我能順利地度過這難忘的四年，使我在綜合素質(zhì)提高、專業(yè)理論知識學(xué)習(xí)和實(shí)踐工作能力等各方面