汽車尾燈課程設(shè)計(jì)

1、綜述 電子課程設(shè)計(jì)是電子技術(shù)學(xué)習(xí)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，是將理論知識(shí)和實(shí) 踐能力相統(tǒng)一的一個(gè)環(huán)節(jié)，是真正鍛煉學(xué)生能力的一個(gè)環(huán)節(jié) 當(dāng)今社會(huì)生活節(jié)奏快，交通擁擠，導(dǎo)致交通事故頻繁發(fā)生，其中汽車追尾 事件在交通事故中所占比重較大，追尾時(shí)間的產(chǎn)生主要是由于司機(jī)的疏忽以及 無法把握前方車輛的運(yùn)行的狀況而導(dǎo)致的；而汽車尾燈控制電路的產(chǎn)生，恰 好有利于緩解這一狀況，通過對(duì)尾燈的控制，體現(xiàn)汽車在公路的上的行駛狀 態(tài)，即汽車正常行駛時(shí)指示燈全滅；右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)指示燈右循環(huán)點(diǎn)亮左 轉(zhuǎn)彎時(shí)左側(cè)三個(gè)指示燈按左循環(huán)循序點(diǎn)亮；臨時(shí)剎車時(shí)所有指示燈同時(shí)閃爍。 通過這一特點(diǎn)來提示后方車輛本車的行駛情況，有利于減少汽車追尾事

2、件的發(fā) 生，是一個(gè)值得普及的設(shè)計(jì)，而與此同時(shí)在此設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上還可實(shí)現(xiàn)電路的拓 展，例如加上被劫持報(bào)警裝置等實(shí)用設(shè)備。 汽車尾燈控制電路如果在汽車領(lǐng)域廣泛應(yīng)用將有利于減少交通事故的發(fā) 生。 1總體邏輯結(jié)構(gòu) 1.1汽車尾燈運(yùn)行狀態(tài)尖系 根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，分析汽車運(yùn)行狀態(tài)與尾燈矢系可得如下尖系 表（表）。其中J1J2代表控制開尖。 表1-1汽車尾燈與汽車運(yùn)行矢系表 J2 J1運(yùn)行狀態(tài)左尾燈右尾燈 0 0 正常行駛 滅 滅 0 1 右轉(zhuǎn)彎 滅 右尾燈循環(huán)閃爍 1 0 左轉(zhuǎn)彎 左尾燈循環(huán)閃爍 滅 1 1 緊急剎車 所有燈同時(shí)閃爍 所有燈同時(shí)閃爍 1 -2汽車尾燈電路的邏輯電路尖系按照以上汽車的運(yùn)行

3、狀態(tài)與尾燈尖系分析總 結(jié)，寫出汽車尾燈正常行駛，左轉(zhuǎn)彎，右轉(zhuǎn)彎，緊急剎車時(shí)的二進(jìn)制代碼， 以實(shí)現(xiàn)汽車正常行駛時(shí)指示燈全滅；右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)指示燈右循環(huán)點(diǎn)亮； 左轉(zhuǎn)彎時(shí)左側(cè)三個(gè)指示燈按左循環(huán)循序點(diǎn)亮；臨時(shí)剎車時(shí)所有指示燈同時(shí)閃 爍的任務(wù)要求。其矢系如下表（表2 ）。 表1 - 2汽車尾燈電路的邏輯尖系表 開矢 控制 二進(jìn)制代碼 左 尾 燈 右 尾 燈 J2 J1 Q1 Q0 D4 D5 D6 D1 D2 D3 0 0 X X 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0

4、 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 X X CLK CLK CLK CLK CLK CLK 1-3總體方案框圖 根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，以及汽車尾燈邏輯矢系的分析，得出設(shè)計(jì)該 電路大體需要開矢控制電路、驅(qū)動(dòng)顯示電路、譯碼電路、時(shí)鐘 脈沖信號(hào)產(chǎn)生電 路、三進(jìn)制計(jì)數(shù)電路以組成汽車尾燈控制電路，其中驅(qū)動(dòng)顯示電路和譯碼電路 共同構(gòu)成了尾燈電路。其控制尖系如下圖（圖1 ）。 幵矢控 制電路 時(shí)鐘脈沖信 號(hào)發(fā)生器 三進(jìn)制 計(jì)數(shù)器 2單元電路設(shè)計(jì)21三進(jìn)制單元電路的設(shè)計(jì) 2.1.1 74160N的基本介紹 下圖和下表分別為74160N的邏輯電

5、路圖和功能表。 U4 o A O B O C O D 14 15 91 -LOAD CLR CLK 7416 ON 圖2-1 74160N邏輯電路引腳圖 表2-1 74160N的邏輯功能表 CLK RCD LOAD EP ET 工作狀態(tài) X 0 X X X 置零 t 1 0 X X 預(yù)置零 X 1 1 0 1 保持 X 1 1 X 0 保持（但c=0） f 1 1 1 1 計(jì)數(shù) 2.1.2利用74160N設(shè)計(jì)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器 將同步十進(jìn)制計(jì)數(shù)器74160接成同步三進(jìn)制計(jì)數(shù)器（如圖2-2 ），該 電路是采用異步置零法接成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，當(dāng)計(jì)數(shù)器成QdQcQbQa=001 狀1態(tài)時(shí)，擔(dān)任譯碼器的門G輸

6、出低電平信號(hào)給RCO端，將計(jì)數(shù)器置零， 回到0000狀態(tài)。 7EoNRP C15O -LOAD CLR U2A 7403N* CLK 74160N* 圖2-2三進(jìn)制電路圖 2. 2時(shí)鐘電路設(shè)計(jì) 我的設(shè)計(jì)采用的是由555定時(shí)器接成的多諧振蕩器，所采用的周期 T=0 5S,f=2Hz,其占空比q=60% 電路設(shè)計(jì)如圖2-3，運(yùn)用公式如卜 T1 5 2 (2-1) T2R2C In 2 T TiT 2(Ri2R2* T (Ri2R2)Cln 2 VDD T 1 Ri R2 T Ri2R2 (2-2) (2-3) (2-4) (2-5) C1 1OnF VDD R1 14.43 Ohm vcc RST

7、OUT 4 DIS 4 R2 THR 28.86 MOhm TRI CON GND 12V 8 C2 10nF 555 VIRTUAL 、R3 X100 Ohm 2-3時(shí)鐘電足各圖 2.3尾燈電路的設(shè)計(jì) 2.3.1 74138譯碼器的基本介紹 下圖為3位二進(jìn)制138譯碼器，輸入的三位二進(jìn)制代碼共有8種狀態(tài)，譯 碼器將每個(gè)輸入代碼成對(duì)應(yīng)的一根輸出線上的高、低電平信號(hào)。例如當(dāng)輸入 ABC=OOO時(shí)，A、B、C為0V，對(duì)應(yīng)取非均為3V 這時(shí)Y0輸出高電平 (3.7 )，其他輸出端均為低電平(0.7V)，于是將輸入的000代碼譯成了 Y0端的高電平信號(hào)。 U1 二23456 74LS 138N* 圖2

8、-4 138譯碼器引腳圖 2.3.2汽車尾燈電路 采用發(fā)光二極管非門、與非門、電阻絲、138譯碼器接成汽車尾 燈電路如圖2-5所示，其中138譯碼器輸入端接三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，輸出端接顯示 電路，構(gòu)成了譯碼電路，而由發(fā)光二極管、電阻絲、與非門、非么構(gòu)成了顯 示驅(qū)動(dòng)電路。在與非門的一端接譯碼電路，另一端接開 尖控制電路。 R1 vcc R2 R3 R4 R5 .OOhm I.OOhm .OOhm .OOhm 5%1 .OOh VCC R6 %1.0Ohm 55%v LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 U1A U1B fWfeN 7405N U2A U2B U1C U1D U1E

9、 U1F 7405N 7405N 4 7405N 7405N U2C U2D 7400N 7川 ( U3D 7400N U3C 7400N J 開矢控 制電路 6 7400N7400N 2 3 當(dāng) 6 進(jìn)制 數(shù)器 2.4開尖控制電路的設(shè)計(jì) 根據(jù)設(shè)計(jì)需求在開矢控制電路中當(dāng)J3斷開時(shí)，J1J2通過二進(jìn)制轉(zhuǎn)換 可控制汽車在左右轉(zhuǎn)彎時(shí)尾燈的閃爍情況，當(dāng)汽車緊急剎車時(shí)根據(jù)要求尾燈需 全部閃爍故尾燈需要由J1J2及時(shí)鐘脈沖共同控制，此時(shí)J1J2J3全部閉合， J3閉合時(shí)時(shí)鐘脈沖系統(tǒng)參與控制。其中G=J1 J2+J2J1 ； A=(JVJ2,+JVJ2+J1J2,)+CLK可列寫出真值表(表 2-2) 表2

10、-2開尖控制電路真值表 J1 J2 C L K G A 0 0 X 0 1 0 1 X 1 1 1 0 X 1 1 1 1 C L K 0 CLK 根據(jù)真值表選取開矢、與非門非門等電子元件器件設(shè)計(jì)圖2-6的 電路 U3A J1 uia Key = Space -進(jìn)制 計(jì)數(shù)器 U6A 740CN* 7400N* U4A 7400N* 7405N* J2 U2A Key = Space 740職 3總體電路圖 U7A 7410N，7400N* Key = Space 時(shí)鐘 脈沖 圖2-6開尖控制電路圖 R6 VC c. R2 R3 R4 R5 VCC 1 .OOhm_15.%OOhm_15.%OO

11、hm_15.%OOhm_15. %OOhm 15.%OOh U3A 21 U8ASPST ry孰24亠_ 7400N U10A LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED U1AU1BU1C U1D U1E U1F 7405N 7405N 7405N 7405N 7405N7405,1 722 鳴OOhm 5%1 J3 SPST V1 12 V 36 7410N7400N 12V VDD R7 -450938MOhm A1 U5 VCC 15 14 U4 c Y3 1O 10 G1八0 GG22AB yy 1-|4 QQ 1 Qd 25 32 R8 36.0 RSTOU 35 D

12、IS THRmT RICON 74LS138N OeEnN Tp %lrAD o1 5 9 20 33 GND CLK 74160N 18 U6A R9 555 VIRTUAL 7403N C1 10nF 34 100 Ohm 圖3總體電路 C2 I On 結(jié)論 本設(shè)計(jì)主要通過模塊化思想，逐步實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)所需達(dá)到的功能要 求：時(shí)鐘脈沖電路系統(tǒng)是產(chǎn)生連續(xù)脈沖以達(dá)到對(duì)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器、開矢 控制電 路的間接控制實(shí)現(xiàn)任務(wù)要求，是整個(gè)電路的核心部分。通過實(shí) 驗(yàn)室調(diào)試對(duì)其 選取適當(dāng)參數(shù)使系統(tǒng)穩(wěn)定，以達(dá)到系統(tǒng)需求。 顯示驅(qū)動(dòng)電路和譯碼電路共同組成了尾燈電路，顯示譯碼電路是 利用 138譯碼器的邏輯功能實(shí)現(xiàn)的，顯示

13、驅(qū)動(dòng)電路則是由發(fā)光二極管、電阻絲、 非門、與非門、非門等基本器件組成。 由74160構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的代碼由譯碼電路傳至驅(qū)動(dòng)顯示電 路，以及時(shí)鐘脈沖原、基本邏輯器件構(gòu)成的幵尖控制電路，共同控制控制 汽車尾燈。 本設(shè)計(jì)采用的電子元件大多成本低廉，組成的電路有較好的穩(wěn)定 性易于廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，同時(shí)電路具有良好的可拓展性，即在此電路 的基礎(chǔ)上能夠以模塊化的方式添加其他電路系統(tǒng)以達(dá)到更好的使用效果，同 時(shí)模塊化的設(shè)計(jì)方式更易于系統(tǒng)升級(jí)、更新和修復(fù)。 同時(shí)本系統(tǒng)也存在一定的不足，在汽車尾燈開尖控制系統(tǒng)中采取 的是開尖和基本邏輯門電路，采用上述元件成本固然低廉但是邏輯矢系復(fù) 雜，易產(chǎn)生纟出漏，鑒于此應(yīng)采取更為先進(jìn)的邏輯電路板代替本 設(shè)計(jì)采用的控制開矢系統(tǒng)。 學(xué)生：學(xué) 號(hào)：日