汽車尾燈報告zzl

1、南京信息工程大學數(shù)字電子技術基礎課程設計題 目： 汽車尾燈控制器的設計與制作 設 計 人： 趙子龍 學 號： 20121375030 學 院： 計算機與軟件學院 專 業(yè)： 物聯(lián)網(wǎng)工程 指導教師： 張群 日 期 ： 2014年11月28號 目錄第一章 設計任務書1.1設計目的1.2設計任務第二章 設計框圖及整機概述2.1 設計總體框圖2.2 汽車尾燈運行真值表2.3 卡諾圖及其對應表達式2.4 整機概述第三章 各單元電路的設計方案及原理說明3.1 74LS175芯片，CD40106，74LS20、74LS04和74LS00芯片第四章 調(diào)試過程及結果分析4.1電路調(diào)試4.2結果分析第五章 

2、0; 設計、安裝及調(diào)試中的體會參考文獻附錄一：元器件清單附錄二：元器件引腳圖附錄三：實物電路圖第一章  設計任務書 1.1 設計目的 1、完成系統(tǒng)設計與制作方案設計。2、掌握汽車尾燈控制器的工作原理以及各元器件的作用。3、掌握制作汽車尾燈控制器的方法與調(diào)試。1.2設計任務設計構成一個控制汽車六個尾燈的電路，用六個指示燈模擬六個尾燈（汽車每側三個），并用二個撥動開關作為轉(zhuǎn)彎信號源，一個開關用于指示左轉(zhuǎn)彎，一個開關用于指示右轉(zhuǎn)彎，如果二個開關都被接通，說明駕駛員是一個外行，緊急閃爍器起作用。右轉(zhuǎn)彎時三個右邊的燈應動作，左邊的燈則全都熄滅，右邊的燈應

3、如圖1所示，周期性明亮與暗，一周約需一秒，對于左轉(zhuǎn)彎，左邊燈的操作應相類似；當緊急閃爍起作用時，六個尾燈大約以1Hz的頻率一致地閃爍亮與暗。同時，電路還用一個開關模擬腳踏式制動器，制動時，若轉(zhuǎn)彎開關未合上（或錯誤地將兩個開關均合上的情況）所有六個尾燈均持續(xù)點亮，在轉(zhuǎn)彎的情況下，轉(zhuǎn)向側的尾燈應正常動作，另一側的三個尾燈持續(xù)亮。另一個開關模擬停車，停車時，全部尾燈亮度為正常時的一半。燈A燈B燈C暗亮圖1 尾燈亮暗序列第二章  設計框圖及整機概述2.1 設計總體框圖汽車尾燈控制電路由四部分組成，如圖2所示，控制電路，時鐘發(fā)生電路，邏輯開關及邏輯電平指示。1、轉(zhuǎn)彎信號是四狀態(tài)計數(shù)電路，可由小

4、規(guī)模觸發(fā)器構成。2、時鐘產(chǎn)生電路，可用施密特觸發(fā)器器構成1Hz信號和50Hz信號（用于停車時，尾燈亮度為正常的一半）。 振蕩頻率： f=0.7/RC汽車尾燈和汽車運行狀態(tài)關系表開關控制行駛狀態(tài)左尾燈右尾燈S1 S0D1 D2 D3 R1 R2 R3 0 0向前燈 滅燈 滅0 1右轉(zhuǎn)彎燈 滅按R1 R2 R3順序循環(huán)點亮1 0左轉(zhuǎn)彎按D1 D2 D3順序循環(huán)點亮燈 滅1 1剎車所有的尾燈亮度為正常時的一半2.2 汽車尾燈運行真值表2.3 卡諾圖及其對應表達式YL2KSKC KLKR000111100000CP1HzQA01111QA11XXXX10CP50HzXXXYL2=KC KL + KC

5、KR + KS CP50Hz + KL KR QA +CP1Hz KL KR KCYL1KSKC KLKR000111100000CP1HzQB01111QB11XXXX10CP50HzXXXYL1=KC KL + KC KR + KS CP50Hz + KL KR QB +CP1Hz KL KR KCYL0KSKC KLKR000111100000CP1HzQC01111QC11XXXX10CP50HzXXXYL0=KC KL + KC KR + KS CP50Hz + KL KR QC +CP1Hz KL KR KCYR200011110000QACP1Hz0011QA1111XXXX10

6、CP50HzXXXYR2=KS CP50Hz +KC KR +QA KL KR + KL KC + KC KL KRCP1HZYR100011110000QBCP1Hz0011QB1111XXXX10CP50HzXXXYR1=KS CP50Hz +KC KR +QB KL KR + KL KC + KC KL KRCP1HzYR000011110000QCCP1Hz0011QC1111XXXX10CP50HzXXXYR0=KS CP50Hz +KC KR +QC KL KR + KL KC + KC KL KRCP1Hz將各個表達式化簡成為4項之和，例如下面兩個式子：YR0=KS CP50Hz

7、 + KC KL KRCP1Hz + KC KL KR + KL KR QCYL0=KS CP50Hz + KC KL KRCP1Hz +KC KL KR + KL KR QC至此其實已經(jīng)完成了大部分的電路設計基礎，可以注意到公式中的QA、QB、QC仍然是未知量，下一步就是通過循環(huán)電路來解決它們，也就是實現(xiàn)的是指示燈的循環(huán)閃爍。本系統(tǒng)使用了74LS175，D觸發(fā)器配合與非門來實現(xiàn)此功能。循環(huán)電路狀態(tài)圖111000100110   首先是整體狀態(tài)的卡諾圖： QBn QCnQAn000111100100XXX1110X000111接著是各指示燈單獨的分解式卡諾圖：QA

8、n+1 QBn QCnQAn0001111001XXX11X01QBn+1 QBn QCnQAn0001111000XXX11X01QCn+1 QBn QCnQAn0001111000XXX10X01從卡諾圖中很容易就得出了狀態(tài)方程：QAn+1 = QCnQBn+1 = QAn QCnQCn+1 = QBn QCn可見只需74LS175中的三個觸發(fā)器配合與非門電路即可產(chǎn)生所需的QA、QB、QC信號。最后一步是解決時鐘電路的問題，即產(chǎn)生1HZ和50HZ的信號。本系統(tǒng)采用CD40106芯片，六反相施密特觸發(fā)器來制作時鐘電路。通過外接的一階RC濾波電路，獲取固定頻率的信號，此方法適用性廣泛，只需要改

9、變RC值即可得到較為穩(wěn)定的所需頻率的信號。在頻率精度要求不高的情況下，這種方法簡單有效。本系統(tǒng)使用680K電阻和4.7uF電容，得到f=0.7/(680k*4.7u)=0.221 HZ；使用1.5K電阻和10uF電容，得到f=0.7/(1.5k*10u)=46.6750HZ（0221？）至此，輸入輸出量之間的關系已經(jīng)完全清楚了，下面要做的是，將公式進行整合，用盡量少的芯片來實現(xiàn)系統(tǒng)功能。因此，我們必須清點一下，做個總體規(guī)劃：可以初步觀察到的是：在進行公式化簡后，每個輸出量Y都由4個較簡單的輸入量構成，且其中有兩項：KS CP50Hz 和KC KL KRCP1Hz完全一致。而另外兩項的均可通過2

10、次與非運算得到。2.4 整機概述選擇74LS175一片、74LS00三片、74LS20三片、74LS11一片、74LS04一片、CD40106一片、電阻若干、電容若干、LED燈六只、開關四個。用Multisim制作電路圖如下所示：第三章  各單元電路的設計方案及原理說明3.1 關于74LS175芯片，CD40106，74LS20、74LS04和74LS00芯片74LS175為4上升沿D觸發(fā)器，引腳圖如下：根據(jù)任務分析，寫出循環(huán)電路的邏輯關系（現(xiàn)態(tài)次態(tài)），如下圖所示：根據(jù)邏輯關系畫出卡諾圖： QBnQCnQAn000111100100××××&#

11、215;××××1110×××000111上表分解為下三表： QAn+1 QBnQCnQAn0001111001×××11×01 QBn+1 QBnQCnQAn0001111000×××11×01 QCn+1 QBnQCnQAn0001111000×××10×01可得表達式如下：CD40106由六個施密特觸發(fā)器電路組成。用來提供50Hz和1Hz的脈沖信號，使LED燈閃爍。 電路連接測脈沖信號如下圖所示：74

12、LS20是兩個具有四個輸入端的與非門,引腳圖如下：74LS04是六個輸入端的非門，引腳圖如下：74LS00是四個具有兩個輸入端的與非門，引腳圖如下：第四章  調(diào)試過程及結果分析4.1電路調(diào)試在接線前先檢測的導通情況：在電路板的正負極各接一根導線到電源的正負極，接著從電路板的正負極的橫排每個接線孔一次接一根導線到任意一個發(fā)光二極管，觀察其發(fā)光情況，正向?qū)ǖ亩O管在接到正極時應發(fā)光，反響導通的二極管在接到負極時應導通，這兩種情況說明電路板是好的。面包板連接完成后，檢查電源線、地線，檢查芯片是否插反，檢查各芯片電源和接地，檢查電路是否真正連接。4.2 結果分析我連接完成的電路只能有一個開

13、關控制燈泡的亮度，與實際結果相差有點遠，盡管自己拆卸了三次電路板，仍舊是沒有達到要求。第五章  設計、安裝及調(diào)試中的體會 在課程設計中我深刻認識到自己的不足，雖然只是個簡單的電路但我卻花了好長時間，犯了很多錯誤，弄了好幾遍才完成結果還是不能按照要求，對電路的理解不夠深刻。在此次試驗中，第一次照著電路圖把線連起來，亂成一團，之后重做了好幾遍仍舊是覺得不行，覺得自己還不夠盡力，做的真的很差，不過我會努力的，這次認識到自己的許多不足，以后會徹底改掉，再次感謝老師對我的諄諄教誨，課堂指導。參考文獻 ：1 余孟嘗.數(shù)字電子技術基礎簡明教程（第三版).北京:高等教育出版社，20062 John F.Wakerly(譯者：林生 王騰 金京林).數(shù)字設計原理與實踐.機械工業(yè)出版社，20103  童詩白.