電子技術(shù)課程綜合設(shè)計(jì)汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì)

1、 實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì))報(bào)告姓 名班 級學(xué) 號實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì))科目電子技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì))地點(diǎn)實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì))時(shí)間2016.12.262017.1.6 實(shí)習(xí)(設(shè)計(jì))科 目電子技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師姓 名職 務(wù)所 在 部 門電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)小組成員成員實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)要求(1) 對該課程必須有認(rèn)真的態(tài)度，設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)期間必須保證出勤。 (2) 必須有刻苦鉆研精神，認(rèn)真完成設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)任務(wù)。(3) 遵守實(shí)驗(yàn)室的各項(xiàng)規(guī)章制度。不按規(guī)程使用儀器儀表，造成損壞或丟失的，應(yīng)按價(jià)賠償。實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)任務(wù)（1）組裝一臺測量電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速表；（2）設(shè)計(jì)一個(gè)綜合電子系統(tǒng)（要求至少用到三個(gè)以上

2、芯片）(自選)；（3）用Multisim軟件對設(shè)計(jì)的電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證；（4）設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)結(jié)束后編寫完整的實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)報(bào)告。第一篇 電子技術(shù)課程綜合設(shè)計(jì)-汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì)摘要:當(dāng)今生活節(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。追尾事件的發(fā)生主要是由于司機(jī)無法把握前方車輛的運(yùn)行狀態(tài)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。通過對尾燈的控制，體現(xiàn)汽車在公路上的行駛狀態(tài)，即汽車正常行駛、右轉(zhuǎn)彎、左轉(zhuǎn)彎、臨時(shí)剎車時(shí)，是四個(gè)不同的表現(xiàn)狀態(tài)。汽車尾燈顯示控制電路通過提醒其他司機(jī)周圍正有車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)彎、剎車操作，來達(dá)到減少交通事故發(fā)生的目的，對于減少交通事故具

3、有一定的意義。汽車尾燈顯示控制電路是汽車尾燈顯示電路的重要組成部分，主要完成控制與驅(qū)動(dòng)功能具體電路由三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路、汽車行駛狀態(tài)開關(guān)控制電路和汽車狀態(tài)顯示電路三部分組成。13 / 16目錄1 緒論1 1.1汽車尾燈設(shè)計(jì)的意義11.2汽車尾燈主要研究任務(wù)及容12 汽車尾燈課程設(shè)計(jì)過程描述22.1描述主要的設(shè)計(jì)思路22.2 汽車尾燈總體設(shè)計(jì)方案方框圖32.3 汽車尾燈各部分電路設(shè)計(jì)33 汽車尾燈整機(jī)電路圖設(shè)計(jì)93.1整機(jī)電路圖93.2器件清單104 仿真結(jié)果105 總結(jié)與體會 126 參考文獻(xiàn)121 緒論 1.1汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì)的意義 當(dāng)今生活節(jié)奏快，交通擁擠，導(dǎo)致交通事故頻繁發(fā)生

4、，其中汽車追尾事件在交通事故中所占比重較大。追尾事件的發(fā)生主要是由于司機(jī)無法把握前方車輛的運(yùn)行狀態(tài)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。本文根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)了汽車尾燈控制系統(tǒng)，這樣汽車在進(jìn)行剎車和轉(zhuǎn)彎時(shí)能夠提醒后方車輛，從而有效的減少交通事故數(shù)量。  1.2汽車尾燈控制電路主要研究任務(wù)及容  設(shè)計(jì)任務(wù)主要是：運(yùn)用所學(xué)的理論知識，設(shè)計(jì)模擬汽車尾燈控制通過三進(jìn)制的計(jì)數(shù)器和譯碼器的改用，以及顯示驅(qū)動(dòng)和開關(guān)控制的電路設(shè)計(jì)來完成任務(wù)。設(shè)計(jì)通過發(fā)光二極管模擬汽車尾燈來實(shí)現(xiàn)了汽車在行駛時(shí)候的四種情況：正常行駛、右轉(zhuǎn)彎、左轉(zhuǎn)彎、緊急剎車。設(shè)汽車尾部左右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈

5、（用發(fā)光管模擬），要： （1）汽車正常行駛時(shí)，尾燈全部熄滅。  （2）汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)指示燈按右循順序點(diǎn)亮。 （3）汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè)指示燈按左循順序點(diǎn)亮。  （4）汽車緊急剎車時(shí)，所有指示燈同時(shí)閃爍。  （5）選擇電路方案，完成對確定方案電路的設(shè)計(jì)。計(jì)算電路元件參數(shù) 與元件選擇、并畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。制作實(shí)際運(yùn)行裝置。完成電路的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行仿真。2 汽車尾燈課程設(shè)計(jì)過程描述2.1描述主要的設(shè)計(jì)思路 設(shè)計(jì)構(gòu)成一個(gè)控制汽車六個(gè)尾燈的電路，用六個(gè)指示燈模擬六個(gè)尾燈（汽車每側(cè)三個(gè)燈），并用兩個(gè)撥動(dòng)式開關(guān)作為轉(zhuǎn)彎信號源；一個(gè)開關(guān)用于指示右轉(zhuǎn)彎，一個(gè)

6、開關(guān)用于指示左轉(zhuǎn)彎，如果兩個(gè)開關(guān)都被接通，說明駕駛員是一個(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，左邊的燈則全滅，右邊的燈，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(yīng)相類似；當(dāng)緊急閃爍起作用時(shí)，六個(gè)尾燈大約以1Hz的頻率一致地閃爍著亮與暗。同時(shí)，電路還用一個(gè)開關(guān)模擬腳踏制動(dòng)器，制動(dòng)時(shí)，若轉(zhuǎn)彎開關(guān)未合上（或錯(cuò)誤地將兩個(gè)開關(guān)均合上的情況）所有六個(gè)尾燈均連續(xù)亮，在轉(zhuǎn)彎的情況下，三個(gè)轉(zhuǎn)向的尾燈應(yīng)正常動(dòng)作，另三個(gè)尾燈連續(xù)亮。另一個(gè)開關(guān)模擬停車，停車時(shí)，全部尾燈亮度為正常的一半。 開關(guān)控制 運(yùn)行狀態(tài) 左轉(zhuǎn)彎 右轉(zhuǎn)彎S0 S1左邊尾燈D1 D2 D3 右邊尾燈 D4 D5 D6 0

7、 0 正常運(yùn)行燈滅 燈滅 1 0 右轉(zhuǎn)彎 燈滅 按D4 D5 D6順序循環(huán)亮 0 1 左轉(zhuǎn)彎 按D1 D2 D3 順序循環(huán)亮 燈滅 1 1 緊急剎車 所有尾燈同時(shí)閃 汽車尾燈顯示狀態(tài)變化表 2.2汽車尾燈總體設(shè)計(jì)方案方框圖 S0 S1尾燈電路 開關(guān)控制電路 譯碼器LED顯示、驅(qū)動(dòng)電路555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩電路 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器2.3汽車尾燈各部分電路設(shè)計(jì) 2.3.1多諧振蕩電路 圖2.3.11 555定時(shí)器管腳圖各引腳功能；1腳：是直接清零端。當(dāng)端接低電平時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TH處 于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。 2腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電

8、容的放電。3腳：TH高觸發(fā)端。4腳：低觸發(fā)端。5腳：控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變部兩個(gè)比較器的基 準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01F電容接地， 以防引入干擾。6腳：外接電源VCC。雙極型時(shí)基電路VCC的圍是4.5V 16V，CMOS 型時(shí)基電路VCC的圍為3V18V。7腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。8腳：輸出端VO。由于555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器的振蕩頻率穩(wěn)定，不易受干擾。而且本次控制電路的設(shè)計(jì)中對脈沖精度要求不高，只要能實(shí)現(xiàn)可調(diào)即可。故在該單元電路設(shè)計(jì)中選擇采用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器作為脈沖產(chǎn)生電路。多諧振蕩器又稱為無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒有穩(wěn)定的輸出狀

9、態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)后，經(jīng)過一段時(shí)間可以自行觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到另一暫穩(wěn)態(tài)。兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)自行相互轉(zhuǎn)換而輸出一系列矩形波。多諧振蕩器可用作方波發(fā)生器由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖2-13所示，R1，R2和C1是外接定時(shí)元件，電路中將高電平觸發(fā)端（THR）和低電平觸發(fā)端（TRI）并接后接到R2和C1的連接處，將放電端（DIS）接R1，R2的連接處。 圖2.3.12 555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器的電路原理圖由于接通電源瞬間，電容C來不及充電，電容器C1兩端電壓UC為低電平，小于（1/3）Vcc，故高電平觸發(fā)端與低電平觸發(fā)端均為低電平，輸出端（OUT）輸出UO為高電平，放電管截止。這時(shí)，電源

10、經(jīng)R1，R2對電容C1充電，使電壓Uc按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)Uc上升到（2/3）Vcc時(shí)，輸出Uo為低電平，放電管導(dǎo)通，把Uc從（1/3）Vcc 上升到（2/3）Vcc這段時(shí)間電路的狀態(tài)稱為第一暫穩(wěn)態(tài)，其維持時(shí)間TPH的長短與電容的充電時(shí)間有關(guān)。充電時(shí)間常數(shù)為（R1R2）C1。由于放電管導(dǎo)通，電容C1通過電阻R2和放電管放電，電路進(jìn)人第二暫穩(wěn)態(tài).其維持時(shí)間TPL的長短與電容的放電時(shí)間有關(guān)，放電時(shí)間常數(shù)隨著C的放電，Uc不斷下降，當(dāng)Uc下降到（1/3）Vcc時(shí)，輸出Uo為高電平，放電管截止，Vcc再次對電容C1充電，電路又翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)態(tài)?？梢岳斫?，接通電源后，電路就在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間來回翻轉(zhuǎn)，則輸出

11、端可得矩形波。電路一旦起振后，Uc電壓總是在（1/3Vcc2/3Vcc）。 2.3.2 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器 1 92 10 3 114 12 5 13 6 147 158 16 VCC1Rd/2Rd/2CP2K2J2Sd/2Q1CP1K1J1Sd/1Q1Q/2QGND圖2.3.21 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器74LS112芯片管腳圖74LS112是2JK觸發(fā)器 1腳是第一個(gè)觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖CP1 2腳是1K 3腳是1J 4腳是置位端，低電平有效（即4腳為低時(shí)輸出位高）5腳為1Q 6腳為1Q/7腳為第二個(gè)觸發(fā)器的反輸出2Q/ 8腳接地 9腳為2Q 10腳為第二個(gè)出發(fā)器的置位端，11為2J 12為2K，13為第二個(gè)觸

12、發(fā)器的時(shí)鐘脈沖CP2 14為第二個(gè)觸發(fā)器的復(fù)位端低電平有效（即14腳為低時(shí)輸出位低） 15為第一個(gè)觸發(fā)器的復(fù)位的16為電源VCC圖2.3.22 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器原理圖 2.3.3 開關(guān)控制電路 圖2.3.11 開關(guān)控制電路原理圖 2.3.4 LED顯示、驅(qū)動(dòng)電路 譯碼電路采用74LS138、六個(gè)與非門和六個(gè)反相器組成。74LS138的三個(gè)輸入端C、B、A分別接入S0、Q1、Q0。當(dāng)S1=1，S0=0時(shí)，使能端信號A=G=1,計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為00、01、10，譯碼器對應(yīng)輸出端Y0、Y1、Y2依次為低電平有效,經(jīng)與非門即使得與R3、R4、R5相連的指示燈D1D2D3按順序循環(huán)點(diǎn)亮，示意汽車左轉(zhuǎn)彎。同理當(dāng)

13、S1=0，S0=0的時(shí)候指示燈D4D5D6按順序循環(huán)點(diǎn)亮，示意汽車右轉(zhuǎn)彎。當(dāng)G=0,A=1時(shí)，74LS138的輸出端全為1，為高電平，此時(shí)指示燈全滅，示意汽車正常行駛。而當(dāng)G=0,A=CP時(shí)，所有指示燈將隨CP的頻率循環(huán)閃爍，示意汽車緊急剎車。3 汽車尾燈整機(jī)電路圖設(shè)計(jì) 3.1整機(jī)電路圖 圖3.1.11整機(jī)電路原理圖3.2器件清單 元件 型號數(shù)量 74LS112 U1 U2 2555 U3 174LS100 U6 U9 U23 U24 U25 U26 U26 U27 874LS136 U5 174LS138 U4 1LED LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 6開關(guān) S0 S1 24 仿真結(jié)果 圖4.1 S0 S1打開，正常行駛 圖4.2 S0閉合 S1打開，右轉(zhuǎn)彎 圖4.3 S0打開S1閉合，左轉(zhuǎn)彎 圖4.4 S0 S1閉合，緊急剎車5 總結(jié)與體會通過本次的課程設(shè)計(jì)，我體會到了學(xué)習(xí)不但要把書本知識學(xué)好，要得弄懂東西還要自己勤翻書，上網(wǎng)查資料，要勤動(dòng)腦，學(xué)會思考，可以從各個(gè)方面去思考同一個(gè)問題，最重要的是要學(xué)會學(xué)以致用，把一個(gè)大的電路分割成很多小模塊后會比較好設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)起來會比較靈活，會有一個(gè)清晰的思路。通過汽車尾燈控制電路的設(shè)計(jì)，使我了解到數(shù)字電路及其芯片的應(yīng)用面廣，功能強(qiáng)大，使用方便，并且已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的各個(gè)方面