汽車尾燈控制器設(shè)計(jì)

汽車尾燈控制器設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)一個(gè)汽車尾燈控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車顯示狀態(tài)的控制。假定在汽車尾部左右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈，根據(jù)汽車運(yùn)行狀況，指示燈具有如下4種不同的顯示模式：

汽車正向行駛時(shí)，左右兩側(cè)的指示燈全部處于熄滅狀態(tài)。汽車向右轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，右側(cè)的3個(gè)指示燈按右循環(huán)順序處于點(diǎn)亮。

汽車向左轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，左側(cè)的3個(gè)指示燈按左循環(huán)順序處于點(diǎn)亮。汽車臨時(shí)剎車時(shí)，左右兩側(cè)的指示燈同時(shí)處于閃爍狀態(tài)。

1.2功能描述

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，為了區(qū)分汽車尾燈4中不同顯示模式，首先必須設(shè)置2個(gè)控制變量。假定用開關(guān)K1和K0進(jìn)行顯示模式控制，可列出汽車尾燈顯示狀態(tài)與汽車運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系,如表1所示.

1汽車尾燈顯示狀態(tài)與汽車運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系

因?yàn)樵谄囎蟆⒂肄D(zhuǎn)彎行駛時(shí)要求與之對(duì)應(yīng)的3個(gè)指示燈被循環(huán)順序點(diǎn)亮，所以可用一個(gè)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)控制譯碼器電路順序輸出控制電平，按要求一次點(diǎn)亮3個(gè)指示燈。假定三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)用Q1和Q2表示，可得出描述指示燈DL1、DL2、DL3、DR1、DR2、DR3與開關(guān)控制變量K1、K0和計(jì)數(shù)器的狀態(tài)Q1、Q0以及時(shí)鐘脈沖CP之間關(guān)系的功能表，如表2所示（）表中指示燈的狀態(tài)“1”表示點(diǎn)亮，“0”表示熄滅）。

2汽車尾燈控制器功能表

由上述功能分析可知，該汽車尾燈控制器可由尾燈顯示模式控制電路、三進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼電路、顯示驅(qū)動(dòng)電路和尾燈狀態(tài)顯示5部分組成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示

3汽車尾燈控制器的結(jié)構(gòu)框圖

圖3中，譯碼電路與顯示驅(qū)動(dòng)電路的功能是在模式控制電路輸出和三進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)的作用下，提供6個(gè)尾燈控制信號(hào)。1.3電路設(shè)計(jì)根據(jù)汽車尾燈控制器的功能描述，假定譯碼電路采用3-8線譯碼器74138，尾燈狀態(tài)顯示電路采用發(fā)光二極管（由6個(gè)發(fā)光二極管和6個(gè)電阻組成）模擬，顯示驅(qū)動(dòng)電路由6個(gè)與非門和6個(gè)反相器構(gòu)成，三進(jìn)制計(jì)數(shù)器采用JK觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)，可設(shè)計(jì)出汽車尾燈控制器的邏輯電路，如圖4所示。

4汽車尾燈控制器的邏輯電路圖

圖4中，用虛線框?qū)⒄麄€(gè)電路分為模式控制電路、三進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路（譯碼電路和顯示驅(qū)動(dòng)電路）和尾燈狀態(tài)顯示4部分。下面對(duì)各部分電路的設(shè)計(jì)方法做簡(jiǎn)單介紹。

2.1模式控制電路

假定譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路的控制信號(hào)分別為G和F，G與譯碼器74138的使能輸入端G1相連接，F(xiàn)與顯示驅(qū)動(dòng)電路中與非門的一個(gè)輸入端相連接。由前面的功能分析與描述可知，G和F與開關(guān)控制變量K1、K0，以及時(shí)鐘脈沖CP之間的關(guān)系如表5所示

5控制信號(hào)與模式控制變量、時(shí)鐘脈沖的關(guān)系模式控制K1K0時(shí)鐘脈沖CP電路工作狀態(tài)00d汽車正向行駛（此時(shí)譯碼器不工作，譯碼器輸出全部為高，顯示驅(qū)動(dòng)電路中的與非門輸出均為最低，反相器輸出均為最高，尾燈全部熄滅）01d汽車向右轉(zhuǎn)彎行駛（此時(shí)姨媽期在計(jì)數(shù)器控制下工作，顯示驅(qū)動(dòng)電路中的與非門輸出取決于譯碼器輸出，右側(cè)尾燈DR1、DR2、DR3在譯碼器輸出作用下順序循環(huán)點(diǎn)亮）10d汽車向左轉(zhuǎn)彎行駛（此時(shí)姨媽期在計(jì)數(shù)器控制下工作，顯示驅(qū)動(dòng)電路中的與非門輸出取決于譯碼器輸出，右側(cè)尾燈DR1、DR2、DR3在譯碼器輸出作用下順序循環(huán)點(diǎn)亮）續(xù)表

根據(jù)表5所示關(guān)系，可求出控制信號(hào)G和F的邏輯表達(dá)式根據(jù)G和F的邏輯表達(dá)式刻畫出模式控制電路圖4（1）所示。

模式控制K1K0時(shí)鐘脈沖CP電路工作狀態(tài)11CP汽車臨時(shí)剎車（此時(shí)譯碼器不工作，譯碼器輸出全部為高，時(shí)鐘脈沖CP通過顯示驅(qū)動(dòng)電路的與非門作用到反相器輸出端，使左右兩側(cè)的指示燈在時(shí)鐘脈沖CP作用下同時(shí)閃爍）2.2三進(jìn)制計(jì)數(shù)器

三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)圖如表6所示。假定采用JK觸發(fā)器作為存儲(chǔ)元件，則可設(shè)計(jì)出的邏輯如圖4（Ⅱ）所示。

6三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表現(xiàn)態(tài)Q1Q0次態(tài)Q1^(N+1)Q2^(N+1)00011011011000dd2.3譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路

譯碼電路和顯示驅(qū)動(dòng)電路可分為用3-6線譯碼器74138和6個(gè)與非門、6個(gè)反相器構(gòu)成，邏輯電路如圖4所示。圖中74138的輸入端A2、A1、A0分別接K1、Q1、Q0。當(dāng)圖中G=F=1、K=0時(shí)，對(duì)應(yīng)技術(shù)其狀態(tài)Q1、Q0為00、01、10，譯碼器輸出Y0、Y1、Y2依次為0，使指示燈DR1、DR2、DR3相連的反相器輸出依次為低電平，從而使指示燈按DR1→DR2→DR3的順序依次被點(diǎn)亮，示意汽車右轉(zhuǎn)彎；當(dāng)圖中G=F=1、K1=1時(shí)，對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)器狀態(tài)Q1Q0為00/01/10，譯碼器輸出Y4、Y5、Y6依次為0，使與指示燈DL3、DL2、DL1對(duì)應(yīng)的反相器輸出依次為低電平，從而使指示燈DL3→DL2→DL1順序依次被點(diǎn)亮，示意↓↑

汽車左轉(zhuǎn)彎；當(dāng)圖中G=0、F=1時(shí)，譯碼器輸出全1，使所有指示燈相連的反相器輸出全部為高電平，指示燈全部熄滅，示意汽車正向行駛；當(dāng)圖中G=0、F=CP時(shí)，所有指示燈隨CP的頻率閃爍。從而實(shí)現(xiàn)4種不同模式下的尾燈狀態(tài)顯示。2.4尾燈狀態(tài)顯示電路

尾燈狀態(tài)顯示電路可由6個(gè)發(fā)光二極管和6個(gè)電阻組成，邏輯電路如圖4所有。圖中，當(dāng)反相器的輸出為低電平時(shí)，相應(yīng)發(fā)光二極管點(diǎn)亮。3功能仿真4總結(jié)一、在此次課程設(shè)計(jì)中完成了下述工作：汽車尾燈控制電路是一種應(yīng)用極為廣泛的設(shè)備，具有極好的性價(jià)比。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，發(fā)現(xiàn)整個(gè)電路的結(jié)構(gòu)并不是太復(fù)雜。整個(gè)電路主要由四部分組成：時(shí)鐘脈沖發(fā)生器，觸發(fā)器，邏輯控制門及發(fā)光管驅(qū)動(dòng)電路。其中，時(shí)鐘脈沖發(fā)生器在電路中有極重要的作用，能夠通過計(jì)算得到需要的脈沖，使其發(fā)出不同的頻率產(chǎn)生不一樣的脈沖。這樣才能使電路更好的工作，是控制發(fā)光管的一項(xiàng)主要裝置之一。而在這之中，如何設(shè)置電容和電阻就顯得至關(guān)重要。其次，準(zhǔn)確地設(shè)定邏輯控制門也很重要，直接決定了變色發(fā)光管能否正常工作以及能否達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。再次，對(duì)脈沖分配器的選擇也起著很大作用。在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該本著元件通用化，成品化，以滿足大規(guī)模生產(chǎn)的要求，以便在日后產(chǎn)品的更新維護(hù)能夠更好的方便的進(jìn)行。同時(shí)也要盡量減少設(shè)計(jì)過程中競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)現(xiàn)象出先的概率。使產(chǎn)品在使用過程中能夠穩(wěn)定的運(yùn)行，達(dá)到良好的無故障率。在焊接的過程中要保證焊接堅(jiān)固，防止在實(shí)驗(yàn)的過程中出現(xiàn)短路或開路狀態(tài)，來減少實(shí)驗(yàn)中的不穩(wěn)定現(xiàn)象的出現(xiàn)。二.課程設(shè)計(jì)體會(huì)一周的課程設(shè)計(jì)很快就結(jié)束了，總的說來收獲不小，不能說設(shè)計(jì)的過程中是一帆風(fēng)順的，開始時(shí)是設(shè)計(jì)階段也沒太在意，后來到動(dòng)手的時(shí)候覺得遇見了好多沒想到的問題，平時(shí)在書本上劃的很熟練的一些電路，當(dāng)拿到Multisim12.0上進(jìn)行仿真時(shí)就回錯(cuò)誤百出。開始時(shí)讓我極為的傷頭，在課程設(shè)計(jì)的第二天我專門的對(duì)Multisim12.0軟件進(jìn)行了操練，當(dāng)我熟悉了之后用起來就比較得心應(yīng)手了。也發(fā)現(xiàn)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的好處，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本大大的降低。我想這也是最吸引我們的地方，當(dāng)真正的進(jìn)行產(chǎn)品大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)利潤(rùn)是相當(dāng)大的。當(dāng)我投入設(shè)計(jì)時(shí)才發(fā)現(xiàn)樂在其中，這次實(shí)驗(yàn)是我們對(duì)書本中學(xué)到的各個(gè)部分原理的一次綜合的運(yùn)用，在書本中我們看那些原理有老師的講解我們理解起來并不一定十分的困難，但是當(dāng)我們將那些知識(shí)綜合運(yùn)用的電路的設(shè)計(jì)中確實(shí)有了很多意想不到的困難。實(shí)踐出真知，通過這次電路的設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了書本中沒有的很多東西，我想最主要的就是一種綜合能力的提升。我認(rèn)為這樣的電路設(shè)計(jì)很有現(xiàn)實(shí)意義，這樣的教學(xué)方法對(duì)于提升同學(xué)們的綜合運(yùn)用能力也是行之有效的，是非常值得推廣的。如果在講課過程中能夠運(yùn)用部分內(nèi)容穿插一些小設(shè)計(jì)，或者讓同學(xué)們自己回去設(shè)計(jì)一些小電路，并且通過老師的指導(dǎo)演示出來，我想不僅能調(diào)動(dòng)同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性，而且還能培養(yǎng)出同學(xué)們的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。比如這次設(shè)計(jì)，如果能夠讓同學(xué)們能夠演示出來就更好了。如果老師講課時(shí)能夠?qū)⒏鞣N難題能夠用軟件模擬可以讓我們更好的理解。課程設(shè)計(jì)是一個(gè)增長(zhǎng)知識(shí)的課堂，在此過程當(dāng)中不斷的認(rèn)識(shí)自己，了解自己，提高自己，無論是在學(xué)習(xí)和生活中都要有所收獲，真正的做到整個(gè)實(shí)驗(yàn)過場(chǎng)對(duì)自己整個(gè)人