數(shù)字電路大作業(yè)汽車尾燈控制器設(shè)計

1、 數(shù)字電路大作業(yè) -汽車尾燈控制器設(shè)計 目錄1、 設(shè)計目的及要求2、 工作原理、系統(tǒng)方框圖3、 各部分選定方案及電路組成、相關(guān)器件說明4、 調(diào)試過程5、 設(shè)計結(jié)論6、 設(shè)計心得與總結(jié)7、 參考文獻(xiàn)8、 附錄一：總體器件表及相關(guān)器件的功能表、管腳分布 附錄二：總體設(shè)計圖 附錄三：仿真結(jié)果附錄四：小組各成員所做工作說明一設(shè)計目的與要求目的： 靈活運(yùn)用學(xué)過的計數(shù)器、觸發(fā)器、譯碼電路等方面的知識，獨(dú)立完成從設(shè)計、選片、連線、調(diào)試、排除故障到實現(xiàn)一個數(shù)字系統(tǒng)的全過程，詳細(xì)書寫實驗報告。通過綜合設(shè)計性實驗，培養(yǎng)靈活運(yùn)用所學(xué)知識解決比較復(fù)雜的實際問題的能力。要求：設(shè)計一個汽車尾燈控制器。汽車尾部左右兩側(cè)各有

2、3個指示燈。根據(jù)汽車運(yùn)行情況， 指示燈有4種顯示模式：（1）汽車正向行駛，所有指示燈全部熄滅。（2）汽車右轉(zhuǎn)彎，右側(cè)的三個指示燈按右循環(huán)模式順序點亮。（3）汽車左轉(zhuǎn)彎，左側(cè)的三個指示燈按左循環(huán)模式順序點亮。（4）臨時剎車，左右兩側(cè)的指示燈同時處于閃爍狀態(tài)。附加功能：（1） 響應(yīng)節(jié)能減排的號召，設(shè)立10s計時器。左右轉(zhuǎn)超過10秒，燈就滅。（2） 夜行時，燈全亮。開關(guān)狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)左燈321右燈654s2s1s0000前行滅101右行滅依次654亮110左行依次123亮滅011剎車閃爍001夜行全亮2 工作原理、系統(tǒng)方框圖u 工作原理l 運(yùn)用譯碼器實現(xiàn)開關(guān)狀態(tài)所對應(yīng)的功能開關(guān)的閉合實現(xiàn)l 運(yùn)用計數(shù)器

3、的原理實現(xiàn)10s的計時功能來控制燈暗滅l 運(yùn)用觸發(fā)器的原理實現(xiàn)燈的順序點亮。u 系統(tǒng)圖開關(guān)信號譯碼器控制開關(guān)顯示燈狀態(tài)發(fā)光二極管 各種電鍵 計時功能 左行或右行3 各部分選定方案及電路組成、相關(guān)器件說明（1） 開關(guān)選擇系統(tǒng) 38譯碼器：（74ls38）開關(guān)狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)s2s1s0000前行101右行110左行011剎車001夜行（2） 計時系統(tǒng)10秒計數(shù)器（74290：異步清零模10計數(shù)器）:（下邊沿觸發(fā)）原理圖：設(shè)計圖：（3） 顯示系統(tǒng)(核心)1. 左順序亮燈運(yùn)用d觸發(fā)器（上升沿觸發(fā)）1. 設(shè)置三個燈的信號y3.y2.y1。用0表示滅。用1表示亮。d3.d2.d1表示三個觸發(fā)器的狀態(tài)。實現(xiàn)：

4、000001011111 的狀態(tài)改變。 列有效狀態(tài)的真值表：y3y2y1y3(n+1)y2(n+1)y1(n+1)d3d2d1000001001001011011011111111111000000 列卡諾圖：d3:y3y2y1000111100111x1xx0x化簡：d3=y3y2d2:y3y2y1000111100011x1xx0xd2=y3y1d1：y3y2y1000111100111x1xx0xd1=y3 仿真圖 仿真波形2. 右行同理。將y1改為y6，y5改為y2,y1改為y4如圖：仿真圖：仿真波形：3. 剎車時閃爍亮燈方案一：直接將各個燈直接與cp方波信號相連。方案二：運(yùn)用d觸發(fā)器

5、：74hc74非門：74ls04三輸入與門：74ls11構(gòu)建三位移位寄存器 cp y0 y1 y2 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0d0= q2q1q0d2=q1d1=q0可實現(xiàn)移位出現(xiàn)閃爍功能。考慮到簡便性：選擇方案一4. 夜行系統(tǒng)：三八譯碼器輸入001，譯中f1，通過非門，輸出高電平到六盞燈上使其都處在高電平，實現(xiàn)六盞燈全亮。同時接通攝像頭的電路。（4） 實際行駛過程與開關(guān)信號的不同顯示的實現(xiàn)1.方向盤上左轉(zhuǎn)鍵o1啟動，輸出一個高電平1，通過非門，使信號110分別輸送到s2，s1， s0.同時啟動譯碼器。2.右轉(zhuǎn)鍵o2啟動，輸出一個高電平1，同理，輸送

6、101到s2.s1.s0。同時啟動譯碼器。3.剎車板上有o3，踩剎車時，啟動o3，輸出一個高電平1同理輸送011到s2.s1.s0。同時啟動譯碼器。4.夜行時，鍵o4啟動，輸出一個高電平1同理輸送001到s2.s1.s0。同時啟動譯碼器。（5） 使能端控制信號cp與其他系統(tǒng)的關(guān)系一將3-8譯碼器輸出的低電平信號輸送到ts三態(tài)門使能端以此來控制cp端的信號輸出與否。開關(guān)狀態(tài) 運(yùn)行狀態(tài)說明s2s1s0顯示系統(tǒng)cp端ts門顯示系統(tǒng)clr端譯碼器使能端計數(shù)器cp000前行。正常行駛 此時譯碼器不工作。燈全熄滅 cp1010101右行。此時譯碼器輸出為f5為低電平，驅(qū)動cp010cp110左行。此時譯碼

7、器輸出為f6為低電平cp010cp011剎車cp0100001夜行cp00（6） 運(yùn)用數(shù)據(jù)選擇器綜合系統(tǒng)實現(xiàn)控制燈的亮滅：c0：左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)系統(tǒng)輸出的信號c1：方波信號控制信號ab輸出信號c00c001c1用六個數(shù)據(jù)選擇器分別接在六個燈上控制輸入信號。仿真圖：4. 調(diào)試過程問題1：用三八譯碼器輸出號來控制左右轉(zhuǎn)的電路轉(zhuǎn)化。出現(xiàn)無法停止左右轉(zhuǎn)電路。解決方案：用ts三態(tài)門將三態(tài)門信號接到使能端實現(xiàn)控制轉(zhuǎn)化功能。問題2.剎車時的cp信號與左右轉(zhuǎn)顯示系統(tǒng)控制信號控制不了一個燈的暗滅。出現(xiàn)沖突解決方案：1。另外設(shè)置6個燈（x） 2. 利用數(shù)據(jù)選擇器。（v）問題3：3-8譯碼器的輸入與輸出不匹配：例如001

8、f5。011-f7.分析輸入順序出錯。解決方案：將輸入倒敘問題4：實驗仿真圖過大。cp端相連不變。邏輯不清解決方案：保存各部分元件，實現(xiàn)器件分裝。具體方法：comfiler編譯成功后，保存,點擊file ,單擊create default symbol。實現(xiàn)。問題5：除了閃爍。左右轉(zhuǎn)順序亮的情況外其他情況燈全亮。左循環(huán)的燈的波形出現(xiàn)一直高。解決方案是：發(fā)現(xiàn)是順序問題。參照問題3。問題6：出現(xiàn)000狀態(tài)后123燈不暗。解決方案：將3-8譯碼器的f0輸出控制左右轉(zhuǎn)電路5. 設(shè)計結(jié)論本次設(shè)計基本實現(xiàn)了尾燈的各種亮法。利用非門將實際行駛過程中的信號轉(zhuǎn)化成開關(guān)信號，用3-8譯碼器實現(xiàn)功能的信號輸出，通過

9、2-4數(shù)據(jù)選擇器來實現(xiàn)不同的控制信號。利用三態(tài)門實現(xiàn)電路的斷開。利用觸發(fā)器的原理設(shè)計燈的顯示系統(tǒng)。基本實現(xiàn)功能：（1）汽車正向行駛，所有指示燈全部熄滅。（2）汽車右轉(zhuǎn)彎，右側(cè)的三個指示燈按右循環(huán)模式順序點亮。超時后，自動熄滅。（3）汽車左轉(zhuǎn)彎，左側(cè)的三個指示燈按左循環(huán)模式順序點亮。超時后，自動熄滅。（4）臨時剎車，左右兩側(cè)的指示燈同時處于閃爍狀態(tài)。（5）夜行時，燈全亮。設(shè)計最后的原理圖：6. 設(shè)計心得與總結(jié)陳晨：劉智月：遇慧璁：七附錄1：一、74ls11 3三輸入與門二、74ls138引腳圖74hc138管腳圖:74ls138為3 線8 線譯碼器，共有 54/74s138和 54/74ls13

10、8兩種線路結(jié)構(gòu)型式，其工作原理如下： 當(dāng)一個選通端（g1）為高電平，另兩個選通端（/(g2a)和/(g2b)）為低電平時，可將地址端（a、b、c）的二進(jìn)制編碼在一個對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。 利用 g1、/(g2a)和/(g2b)可級聯(lián)擴(kuò)展成 24 線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴(kuò)展成 32 線譯碼器。 若將選通端中的一個作為數(shù)據(jù)輸入端時，74ls138還可作數(shù)據(jù)分配器用與非門組成的3線-8線譯碼器74ls1383線-8線譯碼器74ls138的功能表無論從邏輯圖還是功能表我們都可以看到74ls138的八個輸出引腳，任何時刻要么全為高電平1芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個為低電平0，其余7個

11、輸出引腳全為高電平1。如果出現(xiàn)兩個輸出引腳同時為0的情況，說明該芯片已經(jīng)損壞。三、d觸發(fā)器雙觸發(fā)器四、三態(tài)門原理：三態(tài)門，三態(tài)電路是一種重要的總線接口電路。這里的三態(tài)，是指它的輸出既可以是一般二值邏輯電路的正常的“0”狀態(tài)和“1”狀態(tài)，又可以保持特有的高阻抗?fàn)顟B(tài)，第三種狀態(tài)高阻狀態(tài)的門電路 （高阻態(tài)相當(dāng)于隔斷狀態(tài)）。 處于高阻抗?fàn)顟B(tài)時，其輸出相當(dāng)于斷開狀態(tài)，沒有任何邏輯控制功能。三態(tài)電路的輸出邏輯狀態(tài)的控制，是通過一個輸入引腳 實現(xiàn)的。當(dāng)g為低電平輸入時，三態(tài)電路呈現(xiàn)正常的“0”或“1”的輸出；當(dāng)g為高電平輸入時，三態(tài)電路給出高阻態(tài)輸出。五、二五十進(jìn)制異步計數(shù)器直接置0（異步清0）： r0 (1) r0 (2)1 ； s9 (1) s9 (2)0直接置9（異步置9）： s9 (1) s9 (2)1計數(shù)： r0 (1) r0 (2)0 ； s9 (1) s9 (2)0cpa下降沿， q0為模2計數(shù)cpb下降沿， q3q2q1為模5計數(shù)6、 六反向器七、四輸入與門八、二輸入端四與非門附錄二：總體設(shè)計圖 附錄三：仿真結(jié)果附錄四：小組