數(shù)字電路汽車尾燈課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)總 結(jié) 報(bào) 告 題目：汽車尾燈控制電路 指導(dǎo)教師：莫琳 設(shè)計(jì)人員：李璧江 學(xué)號(hào):班級(jí)： 電信132班日期：2015.5.10目錄一緒論21.1課題研究背景及意義2二設(shè)計(jì)任務(wù)書32.1任務(wù)內(nèi)容32.2任務(wù)要求32.3設(shè)計(jì)的一般方法及提示4三設(shè)計(jì)框圖及整機(jī)概述4四各單元電路的設(shè)計(jì)方案及原理說(shuō)明54.1開(kāi)關(guān)控制電路的設(shè)計(jì)54.2尾燈的循環(huán)亮設(shè)計(jì)54.3尾燈閃爍的設(shè)計(jì)6五調(diào)試過(guò)程及結(jié)果分析75.1開(kāi)關(guān)控制電路的調(diào)試75.2尾燈循環(huán)亮的調(diào)試75.3尾燈閃爍的調(diào)試7六設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試中的體會(huì)86.1設(shè)計(jì)仿真電路過(guò)程中的體會(huì)86.2焊接電路過(guò)程中的體會(huì)9七對(duì)

2、本次課程設(shè)計(jì)的意見(jiàn)及建議10八附錄118.1元器件清單118.2整機(jī)邏輯電路圖及焊接成果圖12一 緒論1.1課題研究背景及意義 在現(xiàn)代社會(huì)中，汽車已成為不可缺少的交通工具，其不單單是一種代步工具，還是一種社會(huì)生活水平的象征。但是，汽車在帶給我們方便的同時(shí)，也帶來(lái)了大量的交通事故。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，大量事故都是在幾條道路的轉(zhuǎn)彎處發(fā)生或是因?yàn)榍懊娴能囕v突然間剎車，后面的車輛沒(méi)有及時(shí)注意等情況下發(fā)生的，所以汽車尾燈作為一種警示燈，其重要性就體現(xiàn)出來(lái)了。老式汽車尾燈通?；趥鹘y(tǒng)的機(jī)械和純電路的控制方式，完全取決于尾燈系統(tǒng)所采用的硬件來(lái)保證它的正常工作，一旦電路老化或者因?yàn)闄C(jī)械振動(dòng)而引起的接觸問(wèn)題以及機(jī)械

3、元件變形將不能及時(shí)觸發(fā)電路電源開(kāi)關(guān)，從而導(dǎo)致電路出現(xiàn)故障，這類問(wèn)題是經(jīng)常發(fā)生的，而除了選用更好的硬件系統(tǒng)元件外幾乎沒(méi)有別的可靠的方法來(lái)避免這類故障的發(fā)生，于是，選用智能型的元件來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可控制性是非常必要且有重要意義的。二 設(shè)計(jì)任務(wù)書2.1任務(wù)內(nèi)容任務(wù)： 汽車尾燈控制電路（電路板實(shí)現(xiàn)）基本設(shè)計(jì)要求： 仿真實(shí)現(xiàn)，汽車尾部左右兩側(cè)各有4個(gè)指示燈。當(dāng)接通左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、剎車和正常行駛時(shí)，指示燈按照指定要求閃爍。汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì)要求為：假設(shè)汽車尾部左右兩側(cè)各有4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)右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)4個(gè)指示燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮;(3

4、)左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)4個(gè)指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮;(4) 臨時(shí)剎車時(shí)，所有指示燈同時(shí)閃爍。用2-3個(gè)開(kāi)關(guān)控制指示燈的點(diǎn)亮狀態(tài)。2.2任務(wù)要求復(fù)習(xí)仿真軟件的使用方法，復(fù)習(xí)數(shù)字電路課本的內(nèi)容，查閱相關(guān)資料，設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)仿真電路。在電腦上模擬完成顯示電路，電路板布線硬件一人一組獨(dú)立完成。2.3設(shè)計(jì)的一般方法及提示1         數(shù)字電路系統(tǒng)一般包括輸入電路、控制電路、輸出電路、時(shí)鐘電路、脈沖產(chǎn)生電路和電源。2         對(duì)于復(fù)雜的數(shù)字電路系

5、統(tǒng)，由整體到局部進(jìn)行組合，由局部到整體進(jìn)行設(shè)計(jì)。3         步驟如下： A 充分了解設(shè)計(jì)要求，明確系統(tǒng)的要求，功能與指標(biāo)。B 確定總體設(shè)計(jì)方案，畫出系統(tǒng)原理圖，分解系統(tǒng)，確定不同功能方框間的信號(hào)的邏輯與時(shí)序關(guān)系。C 畫出單元電路圖并進(jìn)行電路仿真。選擇合適的數(shù)字器件，利用EWB電路仿真軟件進(jìn)行仿真測(cè)試。D 深入分析，測(cè)試單元電路，進(jìn)行電路修改，以獲取最佳設(shè)計(jì)方案。E 連接各單元電路，完成整體設(shè)計(jì)。F 進(jìn)行系統(tǒng)整體仿真。三 設(shè)計(jì)框圖及整機(jī)概述開(kāi)關(guān)控制電路發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路左驅(qū)動(dòng)電路右四 各單元電路的設(shè)計(jì)方案及原

6、理說(shuō)明4.1開(kāi)關(guān)控制電路的設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)控制S1 S0運(yùn)行狀態(tài)左尾燈右尾燈0 0正常行駛燈滅燈滅0 1右轉(zhuǎn)燈滅右循環(huán)亮1 0左轉(zhuǎn)左循環(huán)亮燈滅1 1剎車閃爍閃爍 使用2個(gè)開(kāi)關(guān)便可以有4個(gè)狀態(tài)00,10,01,11然後經(jīng)過(guò)基本的與門和非門選通就可以選出這四個(gè)狀態(tài)來(lái)分別控制不同的功能。4.2尾燈的循環(huán)亮設(shè)計(jì) 循環(huán)亮設(shè)計(jì)首先我想到的就是使用移位寄存器，移位寄存器能夠輕松的完成循環(huán)操作。分析所學(xué)過(guò)的電路，74ls194芯片算是比較常用的。 將194的四個(gè)輸出端QdQcQbQa分別接四個(gè)二極管燈然后連接一個(gè)電阻保護(hù)電路后接地。S1S0能夠進(jìn)行左移和右移的操作。兩邊的194S1和S0都連接對(duì)應(yīng)的開(kāi)關(guān)編號(hào)即可。SR

7、SL為選通端左邊那一片194SrSl在10狀態(tài)時(shí)給高電平，右邊那一邊194SrSl在01狀態(tài)時(shí)給高電平，把剛剛開(kāi)關(guān)控制電路選通好狀態(tài)接連出來(lái)即可?，F(xiàn)在已經(jīng)可以進(jìn)行左移和右移亮燈了但是還是不能夠循環(huán)，要循環(huán)就必須置零。能控制在幾個(gè)狀態(tài)后置零的器件計(jì)數(shù)器最為合適不過(guò)了。接一個(gè)6進(jìn)制的74ls160計(jì)數(shù)器，并把置零輸入同時(shí)接到194的置零端，194和160的脈沖是同一個(gè)脈沖，否則可能會(huì)導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)不一致而使燈不能正常亮滅。4.3尾燈閃爍的設(shè)計(jì)當(dāng)S1和S0同時(shí)為11狀態(tài)的時(shí)候194是并行輸出的，這樣非常有利于我們對(duì)他進(jìn)行閃爍處理，我們只要將兩片194的輸入端QdQcQbQa分別接上一個(gè)脈沖就可以讓燈不停的

8、閃爍了。因?yàn)橛?jì)數(shù)器QA的輸出端就是一個(gè)一直0 1跳變的脈沖，所以只需要將QA接與非門再接到兩片194的所有輸入端QdQcQbQa即可。五 調(diào)試過(guò)程及結(jié)果分析5.1開(kāi)關(guān)控制電路的調(diào)試由于這一部分比較簡(jiǎn)單，只有基本的邏輯連接所以并沒(méi)有發(fā)生錯(cuò)誤遍調(diào)試成功了。5.2尾燈循環(huán)亮的調(diào)試 一開(kāi)始進(jìn)行循環(huán)亮調(diào)試的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)左邊的尾燈是右循環(huán)亮而右邊的尾燈是左循環(huán)亮，與要求不符合，這顯然是S0S1的控制出現(xiàn)的差錯(cuò)。查閱數(shù)字電路書后，的確是S1S0為01的時(shí)候是左移，分析后發(fā)現(xiàn)原來(lái)輸出端的Qd是在左邊的，所以本來(lái)是左移的操作變成了右移，如果改動(dòng)QdQcQbQa所連接的燈會(huì)使線路太亂，于是決定改變S1S0的控制端

9、，讓左移的時(shí)候S1S0為10狀態(tài)即可，修改后燈便能夠正常的循環(huán)了。5.3尾燈閃爍的調(diào)試由前面的分析已經(jīng)知曉，在S1S0為11時(shí)，QaQbQcQd只要接上脈沖即可，于是我便直接把脈沖輸入引了過(guò)來(lái)，仿真后發(fā)現(xiàn)燈卻不能正常的閃爍，我一開(kāi)始以為是邏輯的問(wèn)題，但是轉(zhuǎn)念一想，如果直接把脈沖接過(guò)來(lái)的話，因?yàn)楹?94的輸入脈沖是同一個(gè)脈沖，所以當(dāng)194脈沖為高電平的時(shí)候QaQbQcQd此時(shí)也全為高電平，導(dǎo)致輸入沒(méi)有0狀態(tài)，要讓194輸入脈沖為高電平的時(shí)候，QaQbQcQd要有1到0的變化，而不能一直為1，所以我就想到將QA接過(guò)來(lái)，這樣就有了0和1的相互轉(zhuǎn)化，修改好后再次仿真，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的一個(gè)循環(huán)里面，有2個(gè)狀

10、態(tài)沒(méi)有發(fā)生跳變，因?yàn)橛|發(fā)器的延遲和鎖存作用，使得只有在計(jì)數(shù)器為偶數(shù)的時(shí)候燈亮，和奇數(shù)的時(shí)候燈不亮。這樣就使得4到0,0到1這兩個(gè)狀態(tài)都不能亮，將QA接一個(gè)非門再接到QaQbQcQd輸入端嘗試解決這個(gè)問(wèn)題，接非門后就是計(jì)數(shù)器讀書為奇數(shù)時(shí)亮，偶數(shù)不亮，這樣在3到4,4到0還是有2個(gè)狀態(tài)不亮。一番糾結(jié)，于是將計(jì)數(shù)器改為6進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，這樣一來(lái)，尾燈的閃爍就不會(huì)出現(xiàn)停頓的狀態(tài)了，但導(dǎo)致了尾燈循環(huán)亮不能及時(shí)置零，魚和熊掌不可兼得，只能暫時(shí)這樣處理，至今還沒(méi)有想到更好的辦法。六 設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試中的體會(huì)6.1設(shè)計(jì)仿真電路過(guò)程中的體會(huì) 有了紅綠燈課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)汽車尾燈電路時(shí)便顯得相對(duì)比較容易也更加細(xì)心

11、了，出現(xiàn)的錯(cuò)誤能夠及時(shí)的矯正，也避免了低級(jí)錯(cuò)誤的發(fā)生。其實(shí)我一開(kāi)始的設(shè)計(jì)電路并不是這樣，一開(kāi)始我的設(shè)計(jì)如下圖。 看起來(lái)并不復(fù)雜，但是所用的與門，或門，非門的數(shù)量相比之下增加了很多，大大加大了我焊接的難度，一個(gè)或門的芯片只有4個(gè)2腳的或門，這樣一個(gè)電路意味著光或門的芯片我就需要3塊，工作量大大增加。所以在設(shè)計(jì)電路的時(shí)候，一定要使布線足夠的清晰，邏輯越簡(jiǎn)單，所用的芯片越少越好，于是我對(duì)電路進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，有了上面我所介紹的版本。6.2焊接電路過(guò)程中的體會(huì) 在大一下學(xué)期由于換班的問(wèn)題，錯(cuò)過(guò)了電子工藝實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)課程這次的焊接是我人生中的第一次焊接。一開(kāi)始狠生疏，焊點(diǎn)上的焊錫太多，而且沒(méi)有光澤，或者又太

12、少?zèng)]有包裹完整個(gè)銅片，然而這并沒(méi)有打擊我的積極性，于是我一邊吸掉焊得不好的點(diǎn)一邊繼續(xù)下去，在同學(xué)的幫助下我漸漸掌握了方法，焊點(diǎn)越來(lái)越小，不再是一團(tuán)一團(tuán)的形狀了，這也使我信心大增。焊接所用的開(kāi)關(guān)是一個(gè)單刀雙擲的開(kāi)關(guān)，與我仿真所用的開(kāi)關(guān)并不一樣，在查閱資料和同學(xué)的幫助下正確的焊上了開(kāi)關(guān)，最終懷著激動(dòng)的心情完成了這一塊電路板的基本部分。在調(diào)試的時(shí)候，沒(méi)想到的燈卻一個(gè)都不亮，經(jīng)過(guò)萬(wàn)用表的測(cè)量才知道原來(lái)是我的燈正負(fù)極接反或者之前在檢測(cè)的時(shí)候電壓過(guò)大而燒壞，重新?lián)Q了一批燈后檢測(cè)，沒(méi)想到的是一次就成功了，也許是上天對(duì)我的照顧吧。通過(guò)這次焊接實(shí)際操作的訓(xùn)練，讓我掌握了焊接的基本原理和基本技巧，也知道的布局和布

13、線的重要性，看了學(xué)長(zhǎng)焊接的和自己焊接相比，我還有很大的差距，布線方面還是比較亂，有一些線不夠直，之前為了減少線路，將160接為8進(jìn)制的，這樣可以少連一個(gè)與門，但是循環(huán)亮功能的時(shí)候停留時(shí)間太長(zhǎng)，于是我又進(jìn)行了修改，最終改為了6進(jìn)制的計(jì)數(shù)器，這樣我的電路板也就焊接完成了。相對(duì)來(lái)說(shuō)，這次的焊接成果我還是比較滿意的，雖然不是最好，但是我相信我下次能做的更好。七 對(duì)本次課程設(shè)計(jì)的意見(jiàn)及建議 課程設(shè)計(jì)完成的時(shí)間有限，由于這學(xué)期課業(yè)也比較繁重，課余時(shí)間需要花掉時(shí)間完成作業(yè)或者消化一下這學(xué)期新學(xué)習(xí)的知識(shí)，課程設(shè)計(jì)的占用了比較多的課余時(shí)間，由于時(shí)間緊迫，就沒(méi)有時(shí)間去把細(xì)節(jié)部分再想一想，或者再完善電路圖使它更美觀更簡(jiǎn)潔，留下的一些問(wèn)題也沒(méi)有得到解決。對(duì)課程設(shè)計(jì)的一些建議就是安排的時(shí)間可以安排在暑假或者寒假上，這樣我們有足夠的時(shí)間去分析和操作，當(dāng)然布置的題目也可以稍加難度或著加大設(shè)計(jì)量，然后返校后能夠組織同學(xué)們開(kāi)一次研討會(huì)，把自己設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題與大家分享，互相借鑒才會(huì)有進(jìn)步，因?yàn)?/p>