汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì)與制作論文

學(xué)號(hào)：課程設(shè)計(jì)題目學(xué)院專業(yè)班級姓名指導(dǎo)教師年月日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名：專業(yè)班級：指導(dǎo)教師：工作單位：武漢理工大學(xué)題目:汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì)與制作初始條件：汽車尾部左右各三個(gè)燈汽車正常行駛時(shí)全滅左轉(zhuǎn)時(shí)左邊三個(gè)燈循環(huán)點(diǎn)亮右轉(zhuǎn)時(shí)右邊三個(gè)燈循環(huán)點(diǎn)亮剎車時(shí)所有燈同時(shí)閃動(dòng)要求完成的主要任務(wù):〔包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求〕設(shè)計(jì)任務(wù)及要求方案比擬及認(rèn)證系統(tǒng)框圖，原理說明硬件原理，完整電路圖，采用器件的功能說明調(diào)試記錄及結(jié)果分析對成果的評價(jià)及改良方法總結(jié)〔收獲及體會(huì)〕參考資料附錄：器件表，芯片資料時(shí)間安排：6月27日~6月7月1日~7月7月5日指導(dǎo)教師簽名：年月日系主任〔或責(zé)任教師〕簽名：年月

目錄TOC\o"1-3"\h\z摘要 1TOC\o"1-3"\h\z1任務(wù)及要求 21.1設(shè)計(jì)任務(wù) 21.2設(shè)計(jì)要求 22設(shè)計(jì)方案比擬及認(rèn)證 23設(shè)計(jì)方案 43.1總體設(shè)計(jì)思想 43.2控制框圖 54單元模塊說明 64.1CP脈沖信號(hào)的設(shè)計(jì) 64.2循環(huán)計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì) 84.3譯碼電路及顯示電路設(shè)計(jì) 94.4開關(guān)控制電路的設(shè)計(jì) 105整體電路及工作原理 115.1整體的電路圖 115.2整體工作原理 126整體電路仿真 137電路原件設(shè)備 158總結(jié)與體會(huì) 169附錄 189.1555定時(shí)器的管腳圖及其功能特點(diǎn)說明 189.274ls161的管腳圖及其功能表 189.374ls138的管腳圖及其真值表 1910參考文獻(xiàn) 20摘要電工電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)是電子技術(shù)學(xué)習(xí)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，是將理論與實(shí)際洋結(jié)合的一個(gè)環(huán)節(jié)，是真正鍛煉我們能力的一個(gè)環(huán)節(jié)。隨著時(shí)代的開展，生活節(jié)奏加快，汽車成為我們生活中必不可少的一局部。但同時(shí)交通擁擠導(dǎo)致交通事故也頻繁發(fā)生，而其中汽車追尾時(shí)間在事故中占得比例比擬大。汽車尾燈控制電路的產(chǎn)生能緩解這一狀況，通過對汽車尾燈的控制，表達(dá)汽車在公路上行駛的狀態(tài)，即：正常行駛時(shí)指示燈全滅；右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮；左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮；臨時(shí)剎車時(shí)，所有指示燈同時(shí)閃爍。通過這一特點(diǎn)來提示前方的車輛本車的行駛狀況，有利于減少汽車追尾事件的發(fā)生，是一個(gè)值得普及的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵字:汽車尾燈、控制電路、行駛狀況、循環(huán)計(jì)數(shù)汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì)與制作任務(wù)及要求汽車尾部左右各三個(gè)燈汽車正常行駛時(shí)全滅左轉(zhuǎn)時(shí)左邊三個(gè)燈循環(huán)點(diǎn)亮右轉(zhuǎn)時(shí)右邊三個(gè)燈循環(huán)點(diǎn)亮剎車時(shí)所有燈同時(shí)閃動(dòng)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求方案比擬及認(rèn)證系統(tǒng)框圖，原理說明硬件原理，完整電路圖，采用器件的功能說明調(diào)試記錄及結(jié)果分析對成果的評價(jià)及改良方法總結(jié)〔收獲及體會(huì)〕參考資料附錄：器件表，芯片資料2．設(shè)計(jì)方案比擬及認(rèn)證在看到題目之后，我開始查找資料，經(jīng)過一段時(shí)間的上網(wǎng)查閱和圖書查找，終于最后確定了兩個(gè)電路實(shí)驗(yàn)方案。圖2.1D觸發(fā)器組成的電路圖圖2.274ls161組成的電路圖雖然這兩個(gè)電路都可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的要求，但是穩(wěn)定性不一樣，用圖2.1示的電路比擬復(fù)雜，鏈接起來比擬困難，而且電路連線多了，結(jié)果的不穩(wěn)定性就增加了，所以基于這樣的考慮，就選擇了圖2.2示的電路。3設(shè)計(jì)方案根據(jù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，以及汽車尾燈邏輯關(guān)系分析，得出設(shè)計(jì)及該電路大體需要開關(guān)控制電路、驅(qū)動(dòng)顯示電路、譯碼電路、時(shí)鐘脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路、三進(jìn)制計(jì)數(shù)電路以組成汽車尾燈控制電路，其中渠道能夠顯示電路和譯碼電路共同構(gòu)成了尾燈電路。其控制關(guān)系如圖3.1所示。3.2總體邏輯功能圖按照汽車的運(yùn)行狀態(tài)與尾燈的分析轉(zhuǎn)彎時(shí)，總結(jié)，寫出汽車尾燈正常行駛，左轉(zhuǎn)彎，右轉(zhuǎn)彎，臨時(shí)剎車時(shí)的二進(jìn)制代碼，以實(shí)現(xiàn)汽車正常行駛時(shí)指示燈全滅，右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮，左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮；臨時(shí)剎車時(shí)，所有指示燈同時(shí)同時(shí)閃爍的任務(wù)要求。其關(guān)系如下表〔表3.1〕表3.1尾燈和汽車運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系其中的左轉(zhuǎn)彎和右轉(zhuǎn)彎的時(shí)候,對應(yīng)的三盞燈循環(huán)點(diǎn)亮,這個(gè)的產(chǎn)生需要三進(jìn)制的計(jì)數(shù)器來實(shí)現(xiàn).我用00、01、10、三個(gè)狀態(tài)來表示。同時(shí)需要脈沖信號(hào)?？紤]脈沖信號(hào)時(shí)，也曾經(jīng)在兩種方案里選擇。一種方案是：石英晶體震蕩器，此電路的振蕩頻率僅取決于此應(yīng)晶體的串聯(lián)諧振頻率fs，而與電路中的R、C的值無關(guān)。所以此電路能夠得到頻率穩(wěn)定性極高的脈沖波形，但是它的缺點(diǎn)就是頻率不能調(diào)節(jié)，而且頻帶窄，不能用于寬帶濾波。但由于沒有與課程聯(lián)系很緊密，而且我們平時(shí)的實(shí)驗(yàn)接觸的比擬少，用起來比擬陌生，所以不采用此電路。另外一種方案就是：由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，由于555定時(shí)器內(nèi)部的比擬器靈敏度高，輸出驅(qū)動(dòng)電流大，功能靈活，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電壓和溫度的影響很小。與課程聯(lián)系密切，而且數(shù)電書上對這些內(nèi)容還是作了比價(jià)詳細(xì)的解釋，我們更加了解，所以采用此方案。4單元模塊電路說明CP脈沖信號(hào)的設(shè)計(jì)采用由555定時(shí)電路接成的多諧振蕩器，所采用的周期為T=1S,f=1Hz,其占空比q=0.66,電路設(shè)計(jì)如圖3-1，運(yùn)用公式如下：高電平時(shí)間：低電平時(shí)間：周期:占空比:圖4.1555定時(shí)器構(gòu)成的CP脈沖電路仿真電路的結(jié)果，如圖4.2示，顯示的周期T≈1s圖4.2仿真圖仿真電路的結(jié)果，如圖4.3示，顯示≈662ms設(shè)計(jì)上網(wǎng)去查找了相關(guān)資料,了解了74ls161芯片可以構(gòu)成計(jì)數(shù)器，進(jìn)過適當(dāng)?shù)倪B接可以構(gòu)成三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，能夠產(chǎn)生00，01，10。因?yàn)槭钱惒角辶?，所以選擇在11狀態(tài)時(shí)反應(yīng)清零信號(hào)給清零端。雖然會(huì)出現(xiàn)11狀態(tài)，但是由于一旦11信號(hào)反應(yīng)給清理端，異步清零不需要等待脈沖信號(hào)的到來就直接清零了，所以那個(gè)狀態(tài)只是非常短暫，可以忽略。然后在產(chǎn)生的00，01，10的根底上，在通過邏輯電路將其轉(zhuǎn)換成所需的000，001，010左轉(zhuǎn)或者右轉(zhuǎn)信號(hào)。電路如圖4.2所示：及顯示電路的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)開關(guān)電路這一塊開始的時(shí)候不知道要怎么搞，所以就查閱了其他資料，然后看到其他人設(shè)計(jì)的，才有了思路，原來是這樣子。和的邏輯關(guān)系〔開關(guān)閉合對應(yīng)的為低電平〕圖4.5開關(guān)控制電路5整體電路及其工作原理如圖5.1示：圖5.1整體電路圖首先由555定時(shí)器構(gòu)成的CP脈沖電路產(chǎn)生頻率f約為1hz的脈沖信號(hào)，將信號(hào)接給循環(huán)計(jì)數(shù)器電路當(dāng)作輸入脈沖，另外一局部借給開關(guān)電路。下面分別分析四種狀態(tài)。狀態(tài)一：當(dāng)開關(guān)都閉合的時(shí)候，及為00狀態(tài)，U6〔即L2〕會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低電平信號(hào)，給了74ls138的清零端G1，然后輸出的Y1～Y7都為高電平，這時(shí)只看U8〔L3〕.由表4.1知道，00時(shí)，L3為1.所以每個(gè)與門輸出高電平，即全部的二極管截止。所以是正常的行駛狀態(tài)，都不亮。狀態(tài)二：當(dāng)左邊的J1閉合，右邊的J2翻開時(shí)，對應(yīng)的狀態(tài)為01，這時(shí)U6〔即L2〕會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平信號(hào)，這時(shí)，3-8譯碼器是正常工作的。再看U8〔L3〕產(chǎn)生的高電平，所以二極管的亮與否取決于譯碼器的輸出。左邊開關(guān)J1為0，那么地址端的輸入循環(huán)為000，001，010.所以Y1，Y2，Y3依次輸出低電平，結(jié)果就是左邊三個(gè)二極管循環(huán)點(diǎn)亮，所以對應(yīng)的左轉(zhuǎn)的行駛狀態(tài)。狀態(tài)三：當(dāng)左邊的J1翻開，右邊的J2閉合時(shí)，對應(yīng)的狀態(tài)為10，這時(shí)U6〔即L2〕會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平信號(hào)，這時(shí)，3-8譯碼器是正常工作的。再看U8〔L3〕也產(chǎn)生的高電平，所以二極管的亮與否取決于譯碼器的輸出。左邊開關(guān)J1為1，那么地址端的輸入循環(huán)為100，101，110.所以Y4，Y5，Y6依次輸出低電平，結(jié)果就是右邊三個(gè)二極管循環(huán)點(diǎn)亮，所以對應(yīng)的右轉(zhuǎn)的行駛狀態(tài)。狀態(tài)四：當(dāng)兩邊的開關(guān)都是翻開的，那么對應(yīng)狀態(tài)為11，U6〔即L2〕會(huì)產(chǎn)生一個(gè)低電平信號(hào)，給了74ls138的清零端G1，然后輸出的Y1～Y7都為高電平，這時(shí)只看U8〔L3〕.由表4.1知道，11時(shí)，L3為.所以每個(gè)與門輸出是隨著脈沖信號(hào)的變化而變化的，即全部的二極管都是一會(huì)兒導(dǎo)通，一會(huì)兒截止，這就對應(yīng)著剎車的行駛狀態(tài)，六個(gè)燈都在閃爍。以上就是電路的四種狀態(tài)的原理分析，剛好對應(yīng)著實(shí)際上的汽車的四種行駛狀態(tài)。6整體電路的仿真下面的是整體電路良好后，仿真的運(yùn)行結(jié)果。圖6.1正常行駛時(shí)的電路仿真圖6.2左轉(zhuǎn)彎時(shí)電路仿真圖圖6.3右轉(zhuǎn)彎是電路仿真圖圖6.4剎車時(shí)電路仿真圖7電路原件設(shè)備8總結(jié)與體會(huì)這次?電工電子技術(shù)?課程設(shè)計(jì)，我們組三個(gè)成員共同努力，相互幫助，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中也各自提出自己不同的觀點(diǎn)，用各自不同的思路完成了本次的課設(shè)任務(wù)。本次課程設(shè)計(jì)，是我們進(jìn)入大學(xué)的第一次課程設(shè)計(jì)之前沒有經(jīng)歷，所以很多不懂的地方。但是經(jīng)過這次的訓(xùn)練，讓我們學(xué)會(huì)了很多東西。我開始看到自己組的題目的時(shí)候，感覺有些難以下手，然后就開始和組員討論，后來經(jīng)過大量的上網(wǎng)，上圖書館查找資料，還有翻出自己以前學(xué)習(xí)的數(shù)電，模電，電路等課本，然后開始一步一步的設(shè)計(jì)，從一個(gè)一個(gè)的單元電路著手，最后到整個(gè)電路。這個(gè)理論的設(shè)計(jì)過程，讓我學(xué)會(huì)了如何有效的從大量的信息里查找需要的信息，同時(shí)也讓我更加了解到一個(gè)團(tuán)隊(duì)的重要性。很多事情不是有了愚公移山的精神就好了，同時(shí)還得講究方法，講究效率，而且還要充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的精神才能更好解決。電路設(shè)計(jì)好了，接下來是做事物的過程，我們組總共有三個(gè)方案，經(jīng)過三個(gè)組員的討論，最后決定用一個(gè)方案，雖然沒有采用自己設(shè)計(jì)的方案，但是心里還是可以理解的，畢竟大家是一個(gè)團(tuán)隊(duì)里的，要拿出最好的東西來展示一個(gè)團(tuán)隊(duì)的實(shí)力。在連接實(shí)物的過程中，我們組也碰到了很多的困難，有些是粗心大意的原因，有些是接觸不良的原因，我們大家一起分析原因，解決問題。這個(gè)過程不但讓我明白了團(tuán)隊(duì)精神，而且也讓我們這些學(xué)習(xí)理論知識(shí)的大學(xué)生，明白動(dòng)手能力的嚴(yán)重缺乏，為自己敲響了警鐘，以后一定要加強(qiáng)自己的動(dòng)手能力的鍛煉。實(shí)物做好了，交完了，最后的就是寫論文了，寫論文中遇到的問題就更加多了，有些材料的處理，有些數(shù)學(xué)公式的打印，還有一些截圖之類的，反正碰到的困難也不比之前少。雖然這個(gè)過程并不是很舒服，但是說句心理話，學(xué)會(huì)的東西真的不少，從仿真，做表，截圖，處理等，前前后后用到了很多的軟件，這些東西平時(shí)并沒有經(jīng)常用到，所以用起來并不熟悉，通過這次的課設(shè)，讓我學(xué)會(huì)了更多的這些方面的知識(shí)，為以后的使用做好準(zhǔn)備。這個(gè)是課設(shè)帶給我無形的收獲。同時(shí)寫這個(gè)論文也我們知道寫論文的一些根本的格式之類，養(yǎng)成了好的習(xí)慣，為以后大四或者出來工作寫類似的東西做好了準(zhǔn)備?？偠灾@個(gè)的電工電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)讓我學(xué)會(huì)了很多。雖然付出的也不少，但是當(dāng)我在鍵盤敲到這里的時(shí)候，內(nèi)心一種成就感，喜悅感油然而生。這個(gè)收獲是無可估量的。9附錄555定時(shí)器的管腳圖及其功能特點(diǎn)說明圖9.1555定時(shí)器管腳圖1.只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振蕩延時(shí)作用。其延時(shí)范圍極廣，可由幾微秒至幾小時(shí)之久。2.它的操作電源電壓范圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯電路配合，也就是它的輸出準(zhǔn)位及輸入觸發(fā)準(zhǔn)位，均能與這些邏輯系列的高、低態(tài)組合。3.其輸出端的供應(yīng)電流大，可直接推動(dòng)多種自動(dòng)控制的負(fù)載。4.它的計(jì)時(shí)精確度高、溫度穩(wěn)定度佳，且價(jià)格廉價(jià)。5.靜態(tài)電流最大值VCC=5V,RL