课程设计汽车尾灯控制器的电路设计.doc

一、概述 二、方案???为了区分汽车尾灯的4种不同的显示模式，需设置2个状态控制变量。假定用开关R和L进行显示模式控制，可列出汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系，如表1所示。 表1　汽车尾灯和汽车运行状态 开关控制 汽车运行状态 左转尾灯 右转尾灯 L R D1 D2 D3 D4 D5 D6 0 0 正常运行 灯灭 灯灭 0 1 右转弯 按D3、D2、D1顺序循环点亮 灯灭 1 0 左转弯 灯灭 按D4、D5、D6顺序循环点亮 临时刹车 所有尾灯同时闪烁 ?? 在汽车左右转弯行驶时由于3 个指示灯被循环顺序点亮，所以可用一个三进制计数器的状态控制译码器电路顺序输出高电平，按要求顺序点亮3个指示灯。设三进制计数器的状态用Q1和Q0表示，可得出描述指示灯D1、D2、D3、D4、D5、D6与开关控制变量R 、L，计数器的状态Q1、Q0以及时钟脉冲CP之间关系的功能表如表2所示（表中指示灯的状态“1”表示点亮，“0”表示熄灭）。 表2　汽车尾灯控制器功能表 控制变量 计数器状态 汽车尾灯 L R Q1 Q0 D1? D2? D3 D4? D5? D6 0 0 d d 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 d d cp cp cp cp cp cp ? 根据以上设计分析与功能描述，可得出汽车尾灯控制电路的原理框图如图1。整个电路可由时钟产生电路、开关控制电路、三进制计数器电路、译码与显示驱动电路等部分组成 图1 电路的原理框图三、电路设计 脉冲电路的设计 ??方案一：石英晶体振荡器 此电路的振荡频率仅取决于石英晶体的串联谐振频率fs，而与电路中的R、C的值无关。所以此电路能够得到频率稳定性极高的脉冲波形，它的缺点就是频率不能调节，而且频带窄，不能用于宽带滤波。此电路非常适合秒脉冲发生器的设计，但由于尽量和课堂知识联系起来，所以没有采用此电路。 方案：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555定时器的管脚图如图2所示。由于555定时器内部的比较器灵敏度高，输出驱动电流大，功能灵活，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度的影响很小。所以由555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率稳定，不易受干扰。因此采用此方案。 ???? 图2 555定时器的引脚图 由于本次实验的JK触发器的脉冲信号也是利用555多谐振荡器作为脉冲信号，因此我们要将振荡器改装成为是由555定时器组成的占空比为50%的多谐振荡器。电路的振荡周期为T=T1+T2=(R1+R2)ln2。同时为了保证二极管的闪烁适宜，可以灵活设定时钟脉冲周期。时钟脉冲电路如图3所示。 图3 时钟脉冲电路 2.开关控制电路的设计 设译码器与显示驱动电路的使能控制信号为G和F，G与译码器74LS138的使能输入端G1相连接，F与显示驱动电路中与非门的一个输入端相连接。由总体逻辑功能可知，G和F与开关控制变量，R、L以及时钟脉冲CP之间的关系如表3所示。 表3 使能控制信号与开关控制变量、时钟脉冲的关系 开关控制 时钟脉冲 使能控制信号 电路工作状态 L L CP G F 0 0 d 0 1 ?汽车正常行驶（此时译码器不工作，译码器输出全部为高，显示驱动电路中的与非门输出均为低，反相器输出均为高，尾灯全部熄灭） 0 1 d 1 1 汽车右转弯行驶（此时译码器在计数器控制下工作，显示驱动电路中的与非门输出取决于译码器输出，右侧尾灯D1、D2、D3在译码器输出作用下顺序循环点亮）? 1 0 d 1 1 汽车左转弯行驶（此时译码器在计数器控制下工作，显示驱动电路中的与非门输出取决于译码器输出，左侧尾灯D4、D5、D6在译码器输出作用下顺序循环点亮） 1 1 cp 0 cp 汽车临时刹车（此时译码器不工作，译码器输出全部为高，时钟脉冲通过显示驱动电路中的与非门作用到反相器输出端，使左右两侧的指示灯在时钟脉冲作用下同时闪烁） 根据上表知的G，F逻辑表达式为G=（L⊕R）和F=（L?R?cp）′，可画出开关控制电路。如图4所示 图4 开关控制电路 3.三进制计数器电路的设计 三进制计数器的状态表如表4所示。 表4 三进制计数器的状态表 现态 次态 Q1 Q0 Q1 Q0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1