数字电子课程设计-汽车尾灯控制电路设计.doc

汽 车 尾 灯 控 制 电 路 汽车尾灯控制电路 内容摘要：本课题设计一个汽车尾灯的控制电路。汽车尾部左右两侧各有3个指示灯。当接通左转、右转、刹车和检查时，指示灯按照指定要求闪烁。 一、设计任务及要求 本课题设计一个汽车尾灯的控制电路。该电路由四个电键控制，分别对应着左转、右转、刹车和检查功能。 当接通左转或右转电键时，左侧或右侧的3个汽车尾灯按照左循环或右循环的顺序依次点亮。 当接通刹车电键时，汽车所有的尾灯同时闪烁。 当接通检查电键时，汽车所有的尾灯点亮。 二、电路的工作原理 经过以上所述的设计内容及要求的分析，可以将电路分为以下几部分： 首先，通过555定时器产生频率为1Hz的脉冲信号，该脉冲信号用于提供给D触发器和刹车时的输入信号。 3个D触发器用于产生三端输出的001、010、100的循环信号，此信号提供左转、右转的原始信号。 左转、右转的原始信号通过6个与门以及电键提供的高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右的3个汽车尾灯上。这部分电路起到信号分拣的作用。 分拣之后的信号通过或门，实现与刹车、检查电键信号的之间选择。最终得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需功能。 三、系统方案的选择 设计这种电路想到两种方案。第一种方案：该方案通过74LS160计数器构成能产生01、10、11三种状态循环的信号，然后再通过逻辑电路将其转换成所需的001、010、100三种左转或右转的信号。第二种方案：通过D触发器产生001、010、100的三种状态信号。但是第一种方案在模拟时发现，由于计数器的竞争冒险的存在，使得尾灯在闪烁时总会出现不自然的中间过程。所以在这里选择第二种方案即通过D触发器产生001、010、100的三种状态信号。 四、系统框图 五、单元电路的具体设计： 1.由555定时器构成的多谐振荡器： 由555定时器构成的多谐振荡器时输出频率为：f=1.43/(R1+R2)/C,这里选择R1=43K欧姆，R2=50K欧姆，C=10u法拉，则输出信号为1赫兹（周期为1秒）。 2. D触发器逻辑电路： 其状态图如下图所示，在初始状态时为000，所以要经过一个脉冲周期进入循环，而在整个工作过程中周期信号是一直和本电路连接的，不会出现循环外的011、110、111、101状态，所以不用担心出现不稳定状态，也就是说从接入电源开始电路就是一直处在循环中的。 3.左转右转控制电路： 用逻辑电路实现如下： 4.检查和刹车控制电路： 由于或门在一端输入为空时输出为高，所以在检测和刹车先与，则无检测和刹车指令时为低电平，与非门输出为低。 汽车尾灯控制电路总图如下 六、测试单元电路： 测试555定时器电路产生周期为1s的时钟信号。 该电路是由555定时器构成的多谐振荡器，使其产生需要的方波作为触发器的CP脉冲，由于电路对脉冲的精确度要求不是很高而晶体振荡需要分频，所以采用555定时器构成的多谐振荡器， 测试方法：利用示波器观察输出信号的周期和频率。 使用仪器：示波器 测试电路如下 波形如下 测试D触发器逻辑电路。 测试方法：利用实验箱的CP脉冲和发光二极管测试输出是否为001、010、100的循环 使用仪器：实验箱 测试电路如下 测试左转右转控制电路和检查和刹车控制电路。 测试方法：用实验箱手动测试 测试工具：实验箱 上述测试所需元器件清单:74LS00两个、74LS04两个、74LS32两个、74LS74两个、555定时器一个、0.01uF和10uF电容各一个、50k欧姆和43k欧姆电阻各一个、1k欧姆电阻4个、200欧姆电阻6个、开关4个、发光二极管6个、导线若干 七、调试过程中遇到的问题及解决方法： 1.烧毁 在电路测试阶段由于没有保护措施，所用的74LS32上面的四个或门有一个被烧毁了，由于当时还不知道，所以查了好久才发现问题所在，解决方法是用适当的电阻进行保护。 2.虚焊 这是焊接过程中经常遇到的问题，如果不加以纠正将使电路无法工作，而且这个问题很难检查出来，也只能利用万用表检查，我们刚发现是由于接上电路发现发光二极管是一直点亮的，后来发现是由于一个焊点虚焊导致或门的一端输入为接空引起的。 八、参考文献： 1.康华光主编，电子技术基础（数字部分），高等教育出版社 2.标准集成电路数据手册TTL电路，电子工业出版社 3.王楚，沈伯弘编，数字逻辑电路，高等教育出版社 555计时器 D触发器 逻辑电路 周期为1秒的脉冲 左转右转 分拣电路 左转