汽車(chē)尾燈報(bào)告zzl

1、南京信息工程大學(xué)數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)題 目： 汽車(chē)尾燈控制器的設(shè)計(jì)與制作 設(shè) 計(jì) 人： 趙子龍 學(xué) 號(hào)： 20121375030 學(xué) 院： 計(jì)算機(jī)與軟件學(xué)院 專 業(yè)： 物聯(lián)網(wǎng)工程 指導(dǎo)教師： 張群 日 期 ： 2014年11月28號(hào) 目錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)1.1設(shè)計(jì)目的1.2設(shè)計(jì)任務(wù)第二章 設(shè)計(jì)框圖及整機(jī)概述2.1 設(shè)計(jì)總體框圖2.2 汽車(chē)尾燈運(yùn)行真值表2.3 卡諾圖及其對(duì)應(yīng)表達(dá)式2.4 整機(jī)概述第三章 各單元電路的設(shè)計(jì)方案及原理說(shuō)明3.1 74LS175芯片，CD40106，74LS20、74LS04和74LS00芯片第四章 調(diào)試過(guò)程及結(jié)果分析4.1電路調(diào)試4.2結(jié)果分析第五章 

2、0; 設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試中的體會(huì)參考文獻(xiàn)附錄一：元器件清單附錄二：元器件引腳圖附錄三：實(shí)物電路圖第一章  設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 1.1 設(shè)計(jì)目的 1、完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作方案設(shè)計(jì)。2、掌握汽車(chē)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(chē)尾燈控制器的方法與調(diào)試。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)構(gòu)成一個(gè)控制汽車(chē)六個(gè)尾燈的電路，用六個(gè)指示燈模擬六個(gè)尾燈（汽車(chē)每側(cè)三個(gè)），并用二個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)作為轉(zhuǎn)彎信號(hào)源，一個(gè)開(kāi)關(guān)用于指示左轉(zhuǎn)彎，一個(gè)開(kāi)關(guān)用于指示右轉(zhuǎn)彎，如果二個(gè)開(kāi)關(guān)都被接通，說(shuō)明駕駛員是一個(gè)外行，緊急閃爍器起作用。右轉(zhuǎn)彎時(shí)三個(gè)右邊的燈應(yīng)動(dòng)作，左邊的燈則全都熄滅，右邊的燈應(yīng)

3、如圖1所示，周期性明亮與暗，一周約需一秒，對(duì)于左轉(zhuǎn)彎，左邊燈的操作應(yīng)相類似；當(dāng)緊急閃爍起作用時(shí)，六個(gè)尾燈大約以1Hz的頻率一致地閃爍亮與暗。同時(shí)，電路還用一個(gè)開(kāi)關(guān)模擬腳踏式制動(dòng)器，制動(dòng)時(shí)，若轉(zhuǎn)彎開(kāi)關(guān)未合上（或錯(cuò)誤地將兩個(gè)開(kāi)關(guān)均合上的情況）所有六個(gè)尾燈均持續(xù)點(diǎn)亮，在轉(zhuǎn)彎的情況下，轉(zhuǎn)向側(cè)的尾燈應(yīng)正常動(dòng)作，另一側(cè)的三個(gè)尾燈持續(xù)亮。另一個(gè)開(kāi)關(guān)模擬停車(chē)，停車(chē)時(shí)，全部尾燈亮度為正常時(shí)的一半。燈A燈B燈C暗亮圖1 尾燈亮暗序列第二章  設(shè)計(jì)框圖及整機(jī)概述2.1 設(shè)計(jì)總體框圖汽車(chē)尾燈控制電路由四部分組成，如圖2所示，控制電路，時(shí)鐘發(fā)生電路，邏輯開(kāi)關(guān)及邏輯電平指示。1、轉(zhuǎn)彎信號(hào)是四狀態(tài)計(jì)數(shù)電路，可由小

4、規(guī)模觸發(fā)器構(gòu)成。2、時(shí)鐘產(chǎn)生電路，可用施密特觸發(fā)器器構(gòu)成1Hz信號(hào)和50Hz信號(hào)（用于停車(chē)時(shí)，尾燈亮度為正常的一半）。 振蕩頻率： f=0.7/RC汽車(chē)尾燈和汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系表開(kāi)關(guān)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(diǎn)亮1 0左轉(zhuǎn)彎按D1 D2 D3順序循環(huán)點(diǎn)亮燈 滅1 1剎車(chē)所有的尾燈亮度為正常時(shí)的一半2.2 汽車(chē)尾燈運(yùn)行真值表2.3 卡諾圖及其對(duì)應(yīng)表達(dá)式Y(jié)L2KSKC 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(gè)表達(dá)式化簡(jiǎn)成為4項(xiàng)之和，例如下面兩個(gè)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(shí)已經(jīng)完成了大部分的電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，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(guò)循環(huán)電路來(lái)解決它們，也就是實(shí)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(mén)來(lái)實(shí)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(dú)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(jiàn)只需74LS175中的三個(gè)觸發(fā)器配合與非門(mén)電路即可產(chǎn)生所需的QA、QB、QC信號(hào)。最后一步是解決時(shí)鐘電路的問(wèn)題，即產(chǎn)生1HZ和50HZ的信號(hào)。本系統(tǒng)采用CD40106芯片，六反相施密特觸發(fā)器來(lái)制作時(shí)鐘電路。通過(guò)外接的一階RC濾波電路，獲取固定頻率的信號(hào)，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(hào)。在頻率精度要求不高的情況下，這種方法簡(jiǎn)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(guān)系已經(jīng)完全清楚了，下面要做的是，將公式進(jìn)行整合，用盡量少的芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能。因此，我們必須清點(diǎn)一下，做個(gè)總體規(guī)劃：可以初步觀察到的是：在進(jìn)行公式化簡(jiǎn)后，每個(gè)輸出量Y都由4個(gè)較簡(jiǎn)單的輸入量構(gòu)成，且其中有兩項(xiàng)：KS CP50Hz 和KC KL KRCP1Hz完全一致。而另外兩項(xiàng)的均可通過(guò)2

10、次與非運(yùn)算得到。2.4 整機(jī)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(kāi)關(guān)四個(gè)。用Multisim制作電路圖如下所示：第三章  各單元電路的設(shè)計(jì)方案及原理說(shuō)明3.1 關(guān)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(wù)分析，寫(xiě)出循環(huán)電路的邏輯關(guān)系（現(xiàn)態(tài)次態(tài)），如下圖所示：根據(jù)邏輯關(guān)系畫(huà)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(dá)式如下：CD40106由六個(gè)施密特觸發(fā)器電路組成。用來(lái)提供50Hz和1Hz的脈沖信號(hào)，使LED燈閃爍。 電路連接測(cè)脈沖信號(hào)如下圖所示：74

12、LS20是兩個(gè)具有四個(gè)輸入端的與非門(mén),引腳圖如下：74LS04是六個(gè)輸入端的非門(mén)，引腳圖如下：74LS00是四個(gè)具有兩個(gè)輸入端的與非門(mén)，引腳圖如下：第四章  調(diào)試過(guò)程及結(jié)果分析4.1電路調(diào)試在接線前先檢測(cè)的導(dǎo)通情況：在電路板的正負(fù)極各接一根導(dǎo)線到電源的正負(fù)極，接著從電路板的正負(fù)極的橫排每個(gè)接線孔一次接一根導(dǎo)線到任意一個(gè)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(shí)應(yīng)發(fā)光，反響導(dǎo)通的二極管在接到負(fù)極時(shí)應(yīng)導(dǎo)通，這兩種情況說(shuō)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(jié)果分析我連接完成的電路只能有一個(gè)開(kāi)

13、關(guān)控制燈泡的亮度，與實(shí)際結(jié)果相差有點(diǎn)遠(yuǎn)，盡管自己拆卸了三次電路板，仍舊是沒(méi)有達(dá)到要求。第五章  設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試中的體會(huì) 在課程設(shè)計(jì)中我深刻認(rèn)識(shí)到自己的不足，雖然只是個(gè)簡(jiǎn)單的電路但我卻花了好長(zhǎng)時(shí)間，犯了很多錯(cuò)誤，弄了好幾遍才完成結(jié)果還是不能按照要求，對(duì)電路的理解不夠深刻。在此次試驗(yàn)中，第一次照著電路圖把線連起來(lái)，亂成一團(tuán)，之后重做了好幾遍仍舊是覺(jué)得不行，覺(jué)得自己還不夠盡力，做的真的很差，不過(guò)我會(huì)努力的，這次認(rèn)識(shí)到自己的許多不足，以后會(huì)徹底改掉，再次感謝老師對(duì)我的諄諄教誨，課堂指導(dǎo)。參考文獻(xiàn) ：1 余孟嘗.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)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(shè)計(jì)原理與實(shí)踐.機(jī)械工業(yè)出版社，20103  童詩(shī)白.