第一篇：汽車(chē)尾燈控制器設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告.

計(jì)算機(jī)與信息工程系 《模擬電子技術(shù)》 課程設(shè)計(jì)報(bào)告 專(zhuān)業(yè)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù) 班級(jí)**二班 學(xué)號(hào)B11111111 姓名陳強(qiáng)軍

報(bào)告完成日期2013年01月06日 指導(dǎo)教師秦** 評(píng)語(yǔ): 成績(jī): 批閱教師簽名:批閱時(shí)間: 汽車(chē)尾燈控制器設(shè)計(jì) 摘要

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,汽車(chē)越來(lái)越被人們所需要,而由此也引發(fā)了一系列問(wèn)題。比如,因?yàn)槠?chē)突然轉(zhuǎn)向所引發(fā)的車(chē)禍經(jīng)常出現(xiàn)。如果汽車(chē)轉(zhuǎn)彎可以通過(guò)尾燈的狀態(tài)變化來(lái)確定,就可以提示司機(jī)、行人朋友們車(chē)子正在轉(zhuǎn)彎,可以在很大程度上避免車(chē)禍的發(fā)生。

本次實(shí)習(xí)設(shè)計(jì)一個(gè)汽車(chē)尾燈控制電路,控制汽車(chē)尾部左右兩側(cè)各有的3個(gè)指示燈,在汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)相應(yīng)的燈亮,給出指示。并結(jié)合硬件描述語(yǔ)言ANSI(或DIN和開(kāi)發(fā)

工具M(jìn)ultisim對(duì)控制電路進(jìn)行編譯、邏輯綜合、波形仿真和編程下載等設(shè)計(jì)。通過(guò)邏輯設(shè)計(jì)這些實(shí)際操作,在進(jìn)一步強(qiáng)化電路設(shè)計(jì)能力的同時(shí),也進(jìn)一步地掌握Multisim軟件的開(kāi)發(fā)流程和使用方法等。

關(guān)鍵詞:汽車(chē)尾燈控制,ANSI,Multisim,編譯,仿真 Automobile Tail Light Controller Design ABSTRACT This internship a car tail lights control circuit design,control of automobile tail about some3lights on both sides,in the car when they turn the lights,the instructions are given.Combined with hardware description language ANSI(or DINand development tools Multisim to compile the control circuit,logic synthesis,waveform simulation and programming downloads,etc.Through the logic design the practical operation,in further strengthen the ability of circuit design,and further to Multisim software development process and method of use,etc.Keywords:car tail lights control circuit design,ANSI,Multisim, compile,simulation 目錄 前言(1 第一章任務(wù)分析(2 1.1課題選擇(2 1.2設(shè)計(jì)條件(2 1.3設(shè)目計(jì)的(2 第二章功能描述(3

2.1汽車(chē)尾燈顯示狀態(tài)與汽車(chē)運(yùn)行狀況的關(guān)系(3 2.2汽車(chē)尾燈控制器描述(3 第三章電路設(shè)計(jì)(5 3.1模式控制電路(5 3.3譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路(7 第四章仿真模擬(9 4.1模式控制電路的仿真與測(cè)試(9 4.2三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的仿真與測(cè)試(15 4.3譯碼及尾燈狀態(tài)限制、驅(qū)動(dòng)電路的仿真與測(cè)試(16 4.4完整仿真電路的測(cè)試(16 結(jié)論(21 謝辭(22 參考文獻(xiàn)(23 附錄(24 前言

本課題要求設(shè)計(jì)一個(gè)汽車(chē)尾燈的控制電路。該電路是用于反映汽車(chē)在運(yùn)行時(shí)的狀態(tài),汽車(chē)尾部左右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈。當(dāng)接通左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、剎車(chē)和正常行駛時(shí),指示燈按照指定要求閃爍。假設(shè)汽車(chē)尾燈左右兩側(cè)各有三個(gè)指示燈(用發(fā)光二極管模擬,要求是:汽車(chē)正常遠(yuǎn)行時(shí)指示燈全滅;右轉(zhuǎn)彎時(shí),右側(cè)3個(gè)指示燈按右循環(huán)順序

點(diǎn)亮;左轉(zhuǎn)彎時(shí)左側(cè)三個(gè)指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮;臨時(shí)剎車(chē)時(shí)所有指示燈同時(shí)閃爍。經(jīng)過(guò)以上所述的設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求的分析,可以將電路分為以下幾部分: 首先,通過(guò)脈沖信號(hào)發(fā)生器發(fā)出脈沖信號(hào),該脈沖信號(hào)用于提供給觸發(fā)器和剎車(chē)時(shí)的輸入信號(hào)。

兩個(gè)觸發(fā)器用于產(chǎn)生三進(jìn)制的的循環(huán)信號(hào),此信號(hào)提供左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號(hào)。

兩個(gè)開(kāi)關(guān)及與非門(mén)、非門(mén)、異或門(mén)等元件構(gòu)成整個(gè)電路的控制部分,并產(chǎn)生控制信號(hào),輸入譯碼器。

譯碼器主要對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行分揀處理,并把處理過(guò)的信號(hào)輸入驅(qū)動(dòng)電路、尾燈狀態(tài)顯示電路,并共同達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

第一章任務(wù)分析 1.1課題選擇

本課題共有以下六項(xiàng)可選內(nèi)容:

1、多路搶答器:實(shí)現(xiàn)4人搶答時(shí)每人的分?jǐn)?shù)累加,倒計(jì)時(shí)顯示答題時(shí)間。

2、調(diào)節(jié)電子表:顯示小時(shí)、分鐘和秒;按鍵調(diào)節(jié)時(shí)間。

3、運(yùn)算器:完成加減乘除運(yùn)算和與或異或邏輯運(yùn)算;給出溢出標(biāo)志。

4、地址譯碼器:用開(kāi)發(fā)板設(shè)計(jì)一個(gè)I/O地址譯碼電路。

5、汽車(chē)尾燈控制器:實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)左右各3個(gè)尾燈的控制。6、256個(gè)端口交通燈控制器:實(shí)現(xiàn)對(duì)十字路口三種信號(hào)燈的控制,并顯示時(shí)間。我通過(guò)對(duì)六項(xiàng)課題進(jìn)行分析,考慮到時(shí)間上有所限制以并綜合仿真軟件以及自身實(shí)力等多方因素,最終選擇汽車(chē)尾燈控制器的電路設(shè)計(jì)課題。

1.2設(shè)計(jì)條件

本次課題是基于對(duì)《數(shù)字邏輯》這門(mén)課程的學(xué)習(xí)、了解、掌握的前提下開(kāi)展進(jìn)行的,主要任務(wù)是控制電路的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)條件為:電腦一臺(tái)、Multisim軟件、參考書(shū)及網(wǎng)絡(luò)等。

1.3設(shè)目計(jì)的

設(shè)計(jì)一個(gè)汽車(chē)尾燈控制器,實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)尾燈顯示狀體的控制。在汽車(chē)尾部左右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈(這里采用發(fā)光二極管模擬。設(shè)計(jì)尾燈控制電路,用Multisim軟件模擬出汽車(chē)運(yùn)行狀況下,指示燈具有的4種不同的顯示模式:①汽車(chē)正常行駛時(shí),左右兩側(cè)的指示燈全部熄滅。②當(dāng)汽車(chē)右轉(zhuǎn)彎時(shí),右側(cè)3個(gè)指示燈按右循順序點(diǎn)亮。③當(dāng)汽車(chē)左轉(zhuǎn)彎時(shí),左側(cè)3個(gè)指示燈按左循順序點(diǎn)亮。④臨時(shí)剎車(chē)時(shí),所有指示燈同時(shí)閃爍。

第二章功能描述

2.1汽車(chē)尾燈顯示狀態(tài)與汽車(chē)運(yùn)行狀況的關(guān)系

設(shè)置兩個(gè)狀態(tài)控制變量來(lái)區(qū)分汽車(chē)尾燈的四種不同的顯示模式,需設(shè)置2個(gè)狀態(tài)控制變量。假定用開(kāi)關(guān)K1,K2進(jìn)行顯示模式控制,可列出汽車(chē)尾燈顯示狀態(tài)與汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系,如表2-1所示。

表2-1汽車(chē)尾燈顯示狀態(tài)與汽車(chē)運(yùn)行狀況的關(guān)系 控制變量

K1K2汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài) 左側(cè)的三個(gè)指示燈 D L1D L2D L3 右側(cè)的三個(gè)指示燈

D R1D R2D R3 00正向行駛熄滅狀態(tài)

01右轉(zhuǎn)彎行駛熄滅狀態(tài)按D R1D R2D R3順序點(diǎn)亮10左轉(zhuǎn)彎行駛按D L1D L2D L3順序點(diǎn)亮熄滅狀態(tài)

11臨時(shí)剎車(chē)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汽車(chē)尾燈控制器描述

在汽車(chē)左右轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),由于3個(gè)指示燈被循環(huán)順序點(diǎn)亮,所以可以用一個(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高電平,按要求順序點(diǎn)亮3個(gè)指示燈。由于汽車(chē)左轉(zhuǎn)彎時(shí),三個(gè)燈循環(huán)點(diǎn)亮,所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼電路順序輸出低電平,從而控制尾燈按要求點(diǎn)亮。設(shè)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)用Q1和Q0表示,可得出描述指示燈D L3、D L2、D L1、D R3、D R2、D R1與開(kāi)關(guān)控制變量K1和K0,計(jì)數(shù)器的狀態(tài)Q1、Q0以及時(shí)鐘脈沖CP 之間關(guān)系,如表2-2所示(‘1’表示點(diǎn)亮,‘0’表示熄滅。

表2-2汽車(chē)尾燈控制器功能表

控制變量K 1K 2計(jì)數(shù)器狀態(tài)Q 1Q 2汽車(chē)尾燈D L1 D L2D L3D R1 D R2D R30 d d 0000000 1 00110000000 0001000100011

0011 ***00001 1 d d CP CP CP CP CP CP 根據(jù)以上設(shè)計(jì)分析與表2-2功能描述,可以得出汽車(chē)尾燈控制器的結(jié)構(gòu)框圖,如圖2.1所示。

圖2.1汽車(chē)尾燈控制器的結(jié)構(gòu)框圖

K 2 K 1 第三章電路設(shè)計(jì) 3.1模式控制電路

根據(jù)原理框圖可知,整體電路需要:模式控制電路、三進(jìn)制計(jì)數(shù)器構(gòu)成電路、尾燈狀態(tài)顯示電路、譯碼與顯示電路等三大部分。首先是模式控制電路。

設(shè)譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路的使能控制信號(hào)為E和F,E與譯碼器74LS138的使能輸入端E1相連接,F與顯示驅(qū)動(dòng)電路中與門(mén)的一個(gè)輸入端相連接。由總體邏輯功能可知,E和F與開(kāi)關(guān)控制變量K1,K0,以及時(shí)鐘脈沖CP之間的關(guān)系如表3-1所示: 表3-1使能控制信號(hào)與模式控制變量、時(shí)鐘脈沖的關(guān)系 邏輯開(kāi)關(guān)K1K0脈 沖 作 用 CP 使 能 信 號(hào) E F

電路理論工作狀態(tài)

00無(wú)01譯碼器不工作,輸出均為高,與門(mén)輸出為高尾燈全部熄滅 01無(wú)11譯碼器在控制器作用下工作,顯示驅(qū)動(dòng)取決于譯碼輸出,右尾燈 循環(huán)點(diǎn)亮 10無(wú)11 譯碼器在控制器作用下工作,顯示驅(qū)動(dòng)取決于譯碼輸出,左尾燈 循環(huán)點(diǎn)亮 11CP0CP 譯碼器不工作,輸出均為高,時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)與門(mén)使尾燈全部共同 閃爍

根據(jù)表3-5可求出使能控制信號(hào)E 和F 的邏輯表達(dá)式為E =K 1K 0+K 1K 0=K 1⊕K 0 F =K 1K 0+K 1K 0+K 1K 0+K 1K 0CP =K 1+K 0+K 1K 0CP =K 1K 0+CP =K 1K 0CP 根據(jù)G 和F 的邏輯表達(dá)式,可畫(huà)出模式控制電路,如圖 3.1所示:

圖

3.1模式控制電路

三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表入表3-2所示。

三進(jìn)制計(jì)數(shù)器可用觸發(fā)器級(jí)聯(lián)構(gòu)成,采用CP 下降沿觸發(fā)的JK 觸發(fā)器,當(dāng)CP 由1跳變?yōu)?時(shí),觸發(fā)器的輸出依據(jù)J 和K 的狀態(tài)而定。表3-3為J-K 觸發(fā)器的狀態(tài)表。

現(xiàn)態(tài)Q 1Q 2次態(tài) 11+n Q 1 2+n Q 0001101 1 011000d d 表3-2三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表J K 1+n Q 說(shuō)明0011 0101

n Q 01 n Q 輸出狀態(tài)不變同J 端狀態(tài)同J 端狀態(tài)輸出狀態(tài)翻轉(zhuǎn) 表3-3J-K 觸發(fā)器的狀態(tài)表 3.2三進(jìn)制計(jì)數(shù)器

三進(jìn)制計(jì)數(shù)器可用觸發(fā)器級(jí)聯(lián)構(gòu)成,同時(shí)也可由集成計(jì)數(shù)器改造,考慮到直接用計(jì)數(shù)器改比用觸發(fā)器構(gòu)成計(jì)數(shù)器的電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,而且Multisim 軟件中常以十六進(jìn)制計(jì)數(shù)器74F112N 實(shí)現(xiàn)J-K 觸發(fā)器的功能,因此設(shè)計(jì)中我們選用計(jì)數(shù)器74F112N 來(lái)改成三進(jìn)制計(jì)數(shù)器。由以上74F112N 的功能表可知,當(dāng)把Q A 與Q B 輸入與非門(mén),輸出端接在CLEAR 端,即可以通過(guò)反饋清零的方法做出三進(jìn)制計(jì)數(shù)器,即

Q A 與Q B 實(shí)現(xiàn)

00—01—10—00的循環(huán),其電路結(jié)構(gòu)如圖 3.2所示。

圖 3.2三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路圖 3.3譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路

汽車(chē)尾燈電路如圖3.3所示,其顯示驅(qū)動(dòng)電路由6個(gè)發(fā)光二極管和6個(gè)反相器構(gòu)成,譯碼電路由3-8譯碼器74LS138和6個(gè)與非門(mén)構(gòu)成。74LS138的三個(gè)輸入端A2、A1、A0分別接S1、Q1、Q0,而Q1Q0是三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出端。當(dāng)S1=1,S2=0時(shí),使能信號(hào)A =G =1,計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為00,01,10時(shí),74LS138對(duì)應(yīng)的輸出端0Y、1Y、2Y 依次為0有效(3Y、4Y、5Y 信號(hào)為“1”無(wú)效,即反相器G1~G3的輸出也依次為0,故指示燈D3→D2→D1按順序點(diǎn)亮示意汽車(chē)左轉(zhuǎn)彎。若上述條件不變,而S1=0,S2=1時(shí),則74LS138對(duì)應(yīng)的輸出端4Y、5Y、6Y 依次為0有效,即反相器G4~G6的輸出端依次為0,故指示燈D4→D5→D6按順序點(diǎn)亮示

意汽車(chē)右轉(zhuǎn)彎。當(dāng)G=0,A=1時(shí),74LS138的輸出端全為1,G1~G6的輸出端也全為1,指示燈全滅;當(dāng)G=0,A=CP時(shí),指示燈隨CP的頻率閃爍。

圖3.3譯碼及尾燈狀態(tài)顯示、驅(qū)動(dòng)電路 第四章仿真模擬

4.1模式控制電路的仿真與測(cè)試

確保各個(gè)模塊能夠準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)各自功能,是整體電路能完整準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能的前提和保障。完整的仿真模擬包括兩大部分:電路仿真模擬和對(duì)仿真電路的功能測(cè)試。為保證對(duì)整個(gè)電路仿真模擬的順利進(jìn)行,首先需要分模塊進(jìn)行仿真模擬,并完成功能測(cè)試。然后依次進(jìn)行各個(gè)模塊的仿真模擬與測(cè)試。

用Multisim軟件,根據(jù)圖3.1對(duì)模式控制電路進(jìn)行仿真模擬,如圖4.1所示。

圖4.1模式控制電路的仿真圖

按圖4.2分別對(duì)模式控制電路模擬汽車(chē)運(yùn)行的正常行駛、左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎和剎車(chē)四個(gè)狀態(tài)進(jìn)行測(cè)試,如圖4.3、圖4.4、圖4.5和圖4.6所示,測(cè)試結(jié)果說(shuō)明模式控制仿真電路能實(shí)現(xiàn)四個(gè)狀態(tài)的不同功能。

圖4.3(a模式控制電路正常行駛狀態(tài)測(cè)試圖

圖4.3(b模式控制電路正常行駛狀態(tài)測(cè)試波形圖

圖4.4(a模式控制電路左轉(zhuǎn)彎狀態(tài)測(cè)試圖

圖4.4(b模式控制電路左轉(zhuǎn)彎狀態(tài)測(cè)試波形圖

圖4.5(a模式控制電路右轉(zhuǎn)彎狀態(tài)測(cè)試圖

圖4.5(a模式控制電路右轉(zhuǎn)彎狀態(tài)測(cè)試圖

圖4.6(a模式控制電路剎車(chē)狀態(tài)測(cè)試圖

圖4.6(b模式控制電路剎車(chē)狀態(tài)測(cè)試波形圖 4.2三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的仿真與測(cè)試

用Multisim軟件,根據(jù)圖3.2對(duì)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路進(jìn)行仿真模擬,如圖4.7所示。

圖4.7三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的仿真電路圖

按圖4.7對(duì)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器仿真電路進(jìn)行測(cè)試,如圖4.8所示。

圖4.8三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的仿真電路測(cè)試圖

4.3譯碼及尾燈狀態(tài)限制、驅(qū)動(dòng)電路的仿真與測(cè)試

用Multisim軟件,根據(jù)圖3.3對(duì)譯碼及尾燈狀態(tài)顯示、驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行仿真模擬,如圖4.9所示。

a b 圖4.9譯碼及尾燈狀態(tài)顯示、驅(qū)動(dòng)電路仿真圖

上圖中包括兩個(gè)部分:a譯碼及驅(qū)動(dòng)電路、b尾燈狀體顯示電路。對(duì)譯碼及尾燈狀態(tài)顯示、驅(qū)動(dòng)仿真電路的測(cè)試結(jié)果見(jiàn)4.4。4.4完整仿真電路的測(cè)試

在完成各個(gè)局部電路設(shè)計(jì)、仿真、測(cè)試后,可得到汽車(chē)尾燈控制器的完整邏輯電路,如圖4.10所示。

圖4.10汽車(chē)尾燈控制器的完整邏輯電路

對(duì)汽車(chē)尾燈控制器的完整邏輯電路的測(cè)試前先進(jìn)行譯碼與驅(qū)動(dòng)仿真電路的測(cè)試,根據(jù)圖4.11的測(cè)試結(jié)果如圖4.12所示。

圖4.11完整邏輯電路測(cè)試圖

a左側(cè)b右側(cè)圖4.12正常行駛時(shí)譯碼與驅(qū)動(dòng)電路測(cè)試波形

a左側(cè)b右側(cè)圖4.13剎車(chē)時(shí)譯碼與驅(qū)動(dòng)電路測(cè)試波形

a左轉(zhuǎn)b右轉(zhuǎn)圖4.13轉(zhuǎn)彎時(shí)譯碼與驅(qū)動(dòng)電路測(cè)試波形

接下來(lái)進(jìn)行對(duì)汽車(chē)尾燈控制器的完整邏輯電路的測(cè)試。需要模擬出汽車(chē)運(yùn)行的四個(gè)狀態(tài),并逐一進(jìn)行測(cè)試。

根據(jù)設(shè)計(jì)目的,正常行駛時(shí)汽車(chē)尾燈全部是熄滅狀態(tài),如圖4.14所示。

圖4.14正常行駛時(shí)尾燈顯示狀態(tài) 剎車(chē)時(shí)汽車(chē)尾燈全部閃爍,如圖4.15

圖4.15剎車(chē)時(shí)時(shí)尾燈顯示狀態(tài)

左轉(zhuǎn)時(shí)汽車(chē)左側(cè)尾燈組個(gè)閃爍,如圖4.16所示。

圖4.16左轉(zhuǎn)時(shí)尾燈顯示狀態(tài)

右轉(zhuǎn)時(shí)汽車(chē)右側(cè)尾燈組個(gè)閃爍,如圖4.17所示。

圖4.17右轉(zhuǎn)時(shí)尾燈顯示狀態(tài) 結(jié)論

經(jīng)過(guò)課題選擇、任務(wù)分析及方案設(shè)計(jì)、仿真模擬和功能測(cè)試等努力,最終用Multisim軟件仿真模擬出汽車(chē)尾燈控制電路,并能實(shí)現(xiàn)汽車(chē)正常運(yùn)行下所必須的基本功能。即正常行駛時(shí),汽車(chē)尾燈全部處于熄滅狀態(tài);左轉(zhuǎn)彎時(shí),汽車(chē)左側(cè)尾燈逐個(gè)閃爍;右轉(zhuǎn)彎時(shí),汽車(chē)右側(cè)尾燈逐個(gè)閃爍;剎車(chē)時(shí);汽車(chē)尾燈全部閃爍。

任何事情都很難一帆風(fēng)順,當(dāng)然,本次課程設(shè)計(jì)也不可避免的遇到了很多難題。比如,設(shè)計(jì)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器時(shí)就遇到了兩大難題,如何實(shí)現(xiàn)輸出循環(huán)信號(hào)和J-K觸發(fā)器在Multisim軟件中的選擇;還有,在實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向時(shí)轉(zhuǎn)逐個(gè)閃爍,剎車(chē)時(shí)共同閃爍功能是也遇到了難題。但通過(guò)查閱資料、同學(xué)討論、請(qǐng)教老師等方法,及時(shí)解決了問(wèn)題。在此過(guò)程中,學(xué)到的不僅是專(zhuān)業(yè)知識(shí),更是理論知識(shí)的實(shí)踐運(yùn)用。最重要的是,培養(yǎng)、提升了主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力。

但同時(shí),本次課題研究仍然存在不足之處以及尚未解決的問(wèn)題。首先,課題研究之初不應(yīng)該只把他當(dāng)做一次學(xué)習(xí)生涯中的任務(wù),任何研究都不應(yīng)該脫離實(shí)踐,所有科研的最大意義都是在實(shí)踐、在生活中體現(xiàn)的。本次課題研究應(yīng)當(dāng)本著原件集成化、通用化、成品化的原則設(shè)計(jì)方案,以滿(mǎn)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(guò)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(guò)程中能夠穩(wěn)定的運(yùn)行,達(dá)到良好的無(wú)故障率。另外,本次課題研究的成果并不是最好的。由于行車(chē)時(shí)都是開(kāi)關(guān)控制,所以每一個(gè)開(kāi)關(guān)都應(yīng)該有一個(gè)消除機(jī)械振動(dòng)的裝置,可以用基本SR觸發(fā)器來(lái)實(shí)現(xiàn)所以在時(shí)間允許的情況下,可以對(duì)這一不足進(jìn)行改良從而使整個(gè)系統(tǒng)更加可靠。

謝辭

首先,感謝學(xué)校院系給我們學(xué)生提供這么一個(gè)實(shí)踐理論知識(shí)的機(jī)會(huì)。本次課程設(shè)計(jì)只憑我一己之力并非不能完成,但必然困難。這里,對(duì)給予我指導(dǎo)的指導(dǎo)老師秦玉潔、任波,和給予我?guī)椭膭?同學(xué)、王*同學(xué),尤其是在遇到設(shè)計(jì)、仿真以及測(cè)試方面的困難時(shí)幫助我的朋友表示由衷感謝!洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 參考文獻(xiàn) [1]歐陽(yáng)興星明，于俊青．?dāng)?shù)字邏輯（第四版）．武漢：華中科技大學(xué) 出版社，2009． [2]歐陽(yáng)星明．?dāng)?shù)字邏輯學(xué)習(xí)與解題指南．武漢：華中科技大學(xué)出版社，2009． [3]趙明 富，李立軍等 ． EDA 技術(shù)基礎(chǔ) [M]．北京：北京大學(xué)出版 社，2007． [4]閻石． [M]． 北京： 2006． 電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）清華大學(xué)出版社，[5]康華光．電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）．北京：高等教育出版社，2006． [6]潘松，黃繼業(yè)．EDA 技術(shù)與 VHDL．北京．清華大學(xué)出版社，2006． 22 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 附 錄 附錄一 仿真元器件清單 譯碼器 74LS138N 電阻（200?）×8 與非門(mén) 74ALS37AM 與非門(mén) 74AS10M 異或門(mén) 74ALS86N 非門(mén) NOT ×7 ×2 ×6 ×1 ×1 ×1 J-K 觸發(fā)器 74F112N 開(kāi)關(guān) LED 燈 ×2 ×6（紅、綠、黃各兩個(gè)）×2（測(cè)試用）示波器 XSC 23

洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 附錄二 汽車(chē)尾燈控制電路仿真圖（終極版）CP 24 洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 ****學(xué)院 計(jì)算機(jī)與信息工程系二班 陳強(qiáng)軍（B11050226）2013 年 01 月 06 日 25

第二篇：汽車(chē)尾燈控制電路的設(shè)計(jì)

武漢理工大學(xué)《專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)

（一）》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

汽車(chē)尾燈控制電路的設(shè)計(jì) 技術(shù)指標(biāo)

用六個(gè)發(fā)光二極管模擬車(chē)尾部左右兩側(cè)的三個(gè)尾燈，用開(kāi)關(guān)K1，K0模擬轉(zhuǎn)向信號(hào)、運(yùn)行信號(hào)和剎車(chē)信號(hào)。對(duì)尾燈的控制要求是： 開(kāi)關(guān)控制 汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài) 右轉(zhuǎn)尾燈 左轉(zhuǎn)尾燈 K1 K0 D1D2D3 D4D5D6 0 0 正常運(yùn)行 燈滅 燈滅

0 1 右轉(zhuǎn)彎 燈滅 按D1D2D3順序循環(huán)點(diǎn)亮 1 0 左轉(zhuǎn)彎 燈滅 按D6D5D4順序循環(huán)點(diǎn)亮 1 1 臨時(shí)剎車(chē) 所有的尾燈隨時(shí)鐘CP同時(shí)閃爍 設(shè)計(jì)方案及比較

2.1 方案一

2.1.1 秒脈沖電路的設(shè)計(jì)

由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。由于555定時(shí)器內(nèi)部的比較器靈敏度高，輸出驅(qū)動(dòng)電流大，功能靈活，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓和溫度的影響很小。所以由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，555定時(shí)器引腳圖如圖1所示。

圖1 555定時(shí)器引腳圖 武漢理工大學(xué)《專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)

（一）》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

2.1.2 開(kāi)關(guān)控制電路的設(shè)計(jì)

設(shè)譯碼器與顯示驅(qū)動(dòng)電路的使能控制信號(hào)為G和F，G與譯碼器74LS138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(mén)的一個(gè)輸入端相連接，有總體邏輯功能可知，G和F 與開(kāi)關(guān)控制變量，K1、K0以及時(shí)間脈沖CP之間的關(guān)系如下：

（1）0 0 汽車(chē)正常行駛（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(mén)輸出均為低，反相器輸出均為高，尾燈全部熄滅）

（2）0 1 汽車(chē)右轉(zhuǎn)彎行駛（此時(shí)譯碼器在計(jì)數(shù)器控制下工作，顯示驅(qū)動(dòng)電路中的與非門(mén)輸出取決于譯碼器輸出，右側(cè)尾燈D1、D2、D3在譯碼器輸出作用下順序循環(huán)點(diǎn)亮）（3）1 0 汽車(chē)左轉(zhuǎn)彎行駛（此時(shí)譯碼器在計(jì)數(shù)器控制下工作，顯示驅(qū)動(dòng)電路中的與非門(mén)輸出取決于譯碼器輸出，左側(cè)尾燈D4、D5、D6在譯碼器輸出作用下順序循環(huán)點(diǎn)亮）（4）1 1汽車(chē)臨時(shí)剎車(chē)（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(guò)顯示驅(qū)動(dòng)電路中的與非門(mén)作用到反相器的輸出端，使左右兩側(cè)的指示燈在時(shí)鐘脈沖CP的作用下同時(shí)閃爍）

2.1.3 三進(jìn)制計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)

由J-K觸發(fā)器構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器；

由于電路只需采用一片雙J-K觸發(fā)器74LS76芯片即可，因此電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，74LS76芯片引腳圖如2圖所示。

圖2 74LS76引腳圖

武漢理工大學(xué)《專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)

（一）》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

2.1.4 譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路的功能是：在開(kāi)關(guān)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)，當(dāng)譯碼驅(qū)動(dòng)電路輸出的控制信號(hào)為低電平時(shí)，相應(yīng)指示燈點(diǎn)亮。因此，譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路可用74LS138(其功能表如表3.3所示)、6個(gè)與非門(mén)和6個(gè)反相器構(gòu)成。圖中，譯碼器74LS138的輸入端C、B、A分別接K1、Q1、Q0。當(dāng)圖中G=F=

1、K1=0時(shí)，對(duì)于計(jì)數(shù)器狀態(tài)Q1Q0為00、01、10，譯碼器輸出依次為0，使得與指示燈D1、D2、D3對(duì)應(yīng)的反相器輸出依次為低電平，從而使指示燈D1、D2、D3依次順序點(diǎn)亮，示意汽車(chē)右轉(zhuǎn)彎；當(dāng)圖中G=F=

1、K1=1時(shí)，對(duì)于計(jì)數(shù)器狀態(tài)Q1Q0為00、01、10，譯碼器輸出依次為0，使得與指示燈D4、D5、D6對(duì)應(yīng)的反相器輸出依次為低電平，從而使指示燈D4、D5、D6依次順序點(diǎn)亮，示意汽車(chē)左轉(zhuǎn)彎；當(dāng)圖中G=0，F(xiàn)=1時(shí)，譯碼器輸出為全1，使所有指示燈對(duì)應(yīng)的反相器輸出全部為高電平，指示燈全部熄滅；當(dāng)圖中G=0，F(xiàn)=cp時(shí)，所有指示燈隨cp的頻率閃爍。實(shí)現(xiàn)了4種不同模式下的尾燈狀態(tài)顯示，74LS138譯碼器引腳圖如圖3所示。

圖3 74LS138譯碼器引腳圖

2.1.5 尾燈狀態(tài)顯示電路的設(shè)計(jì)

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，圖中，當(dāng)6個(gè)反相器的輸出為低電平時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二級(jí)光管被點(diǎn)亮。

武漢理工大學(xué)《專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)

（一）》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

2.2 方案二

2.2.1 秒脈沖電路的設(shè)計(jì)

由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。由于555定時(shí)器內(nèi)部的比較器靈敏度高，輸出驅(qū)動(dòng)電流大，功能靈活，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓和溫度的影響很小。所以由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。

2.2.2 開(kāi)關(guān)控制電路的設(shè)計(jì)

設(shè)譯碼器與顯示驅(qū)動(dòng)電路的使能控制信號(hào)為G和F，G與譯碼器74LS138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(mén)的一個(gè)輸入端相連接。

2.2.3 三進(jìn)制計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)

由D觸發(fā)器構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器；

兩個(gè)D觸發(fā)器可由一片雙D觸發(fā)器74LS74芯片實(shí)現(xiàn)，以及74LS00與非門(mén)和74LS04非門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)此電路。此電路結(jié)構(gòu)上有點(diǎn)復(fù)雜，而且需要三個(gè)芯片（至少兩個(gè)），成本較高，74LS74芯片引腳圖如圖4所示。

圖4 74LS74芯片引腳圖

2.2.4 譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路的功能是：在開(kāi)關(guān)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)，當(dāng)譯碼驅(qū)動(dòng)電路輸出的控制信號(hào)為低電平時(shí)，相應(yīng)指示燈點(diǎn)亮。武漢理工大學(xué)《專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)

（一）》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

因此，譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路可用74LS138(其功能表如表3.3所示)、6個(gè)與非門(mén)和6個(gè)反相器構(gòu)成。圖中，譯碼器74LS138的輸入端C、B、A分別接K1、Q1、Q0。當(dāng)圖中G=F=

1、K1=0時(shí)，對(duì)于計(jì)數(shù)器狀態(tài)Q1Q0為00、01、10，譯碼器輸出依次為0，使得與指示燈D1、D2、D3對(duì)應(yīng)的反相器輸出依次為低電平，從而使指示燈D1、D2、D3依次順序點(diǎn)亮，示意汽車(chē)右轉(zhuǎn)彎；當(dāng)圖中G=F=

1、K1=1時(shí)，對(duì)于計(jì)數(shù)器狀態(tài)Q1Q0為00、01、10，譯碼器輸出依次為0，使得與指示燈D4、D5、D6對(duì)應(yīng)的反相器輸出依次為低電平，從而使指示燈D4、D5、D6依次順序點(diǎn)亮，示意汽車(chē)左轉(zhuǎn)彎；當(dāng)圖中G=0，F(xiàn)=1時(shí)，譯碼器輸出為全1，使所有指示燈對(duì)應(yīng)的反相器輸出全部為高電平，指示燈全部熄滅；當(dāng)圖中G=0，F(xiàn)=cp時(shí)，所有指示燈隨cp的頻率閃爍。實(shí)現(xiàn)了4種不同模式下的尾燈狀態(tài)顯示。

2.2.5 尾燈狀態(tài)顯示電路的設(shè)計(jì)

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，圖中，當(dāng)6個(gè)反相器的輸出為低電平時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二級(jí)光管被點(diǎn)亮。

2.3 方案三

2.3.1 秒脈沖電路的設(shè)計(jì)

石英晶體振蕩器；

此電路的振蕩頻率僅取決于石英晶體的串聯(lián)諧振頻率fs，而與電路中的R，C的值無(wú)關(guān)。所以此電路能得到頻率穩(wěn)定性極高的脈沖波形，它的缺點(diǎn)就是頻率不能調(diào)節(jié)，而且頻帶寬，不能用于寬帶濾波。

2.3.2 開(kāi)關(guān)控制電路的設(shè)計(jì)

設(shè)譯碼器與顯示驅(qū)動(dòng)電路的使能控制信號(hào)為G和F，G與譯碼器74LS138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(mén)的一個(gè)輸入端相連接。

2.3.3 三進(jìn)制計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)

由D觸發(fā)器構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器； 武漢理工大學(xué)《專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)

（一）》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

兩個(gè)D觸發(fā)器可由一片雙D觸發(fā)器74LS74芯片實(shí)現(xiàn)，以及74LS00與非門(mén)和74LS04非門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)此電路。此電路結(jié)構(gòu)上有點(diǎn)復(fù)雜，而且需要三個(gè)芯片（至少兩個(gè)），成本較高。

2.3.4 譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路的功能是：在開(kāi)關(guān)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)，當(dāng)譯碼驅(qū)動(dòng)電路輸出的控制信號(hào)為低電平時(shí)，相應(yīng)指示燈點(diǎn)亮。因此，譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路可用74LS138(其功能表如表3.3所示)、6個(gè)與非門(mén)和6個(gè)反相器構(gòu)成。圖中，譯碼器74LS138的輸入端C、B、A分別接K1、Q1、Q0。當(dāng)圖中G=F=

1、K1=0時(shí)，對(duì)于計(jì)數(shù)器狀態(tài)Q1Q0為00、01、10，譯碼器輸出依次為0，使得與指示燈D1、D2、D3對(duì)應(yīng)的反相器輸出依次為低電平，從而使指示燈D1、D2、D3依次順序點(diǎn)亮，示意汽車(chē)右轉(zhuǎn)彎；當(dāng)圖中G=F=

1、K1=1時(shí)，對(duì)于計(jì)數(shù)器狀態(tài)Q1Q0為00、01、10，譯碼器輸出依次為0，使得與指示燈D4、D5、D6對(duì)應(yīng)的反相器輸出依次為低電平，從而使指示燈D4、D5、D6依次順序點(diǎn)亮，示意汽車(chē)左轉(zhuǎn)彎；當(dāng)圖中G=0，F(xiàn)=1時(shí)，譯碼器輸出為全1，使所有指示燈對(duì)應(yīng)的反相器輸出全部為高電平，指示燈全部熄滅；當(dāng)圖中G=0，F(xiàn)=cp時(shí)，所有指示燈隨cp的頻率閃爍。實(shí)現(xiàn)了4種不同模式下的尾燈狀態(tài)顯示。

2.3.5 尾燈狀態(tài)顯示電路的設(shè)計(jì)

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，圖中，當(dāng)6個(gè)反相器的輸出為低電平時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二級(jí)光管被點(diǎn)亮。

2.4 方案比較

以上三種方案基本上大同小異，只是在秒脈沖電路的設(shè)計(jì)和三進(jìn)制計(jì)數(shù)電路的設(shè)計(jì)兩個(gè)環(huán)節(jié)不同：

1、方案一和方案二利用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器來(lái)實(shí)現(xiàn)秒脈沖，555定時(shí)器內(nèi)部的比較器靈敏度高，輸出驅(qū)動(dòng)電流大，功能靈活，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓和溫度的影響很小。所以由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；而方案三用的是石英晶體振蕩器，它的振蕩頻率僅取決于石英晶體的串聯(lián)諧振頻率fs，而與電路中的R，C的值無(wú)關(guān)。雖然此電路能得到頻率穩(wěn)定性極高的 脈沖波形，但是頻率不能調(diào)節(jié)，而且頻帶寬，不能用于寬帶濾波。

2、方案一利用雙J-K觸 武漢理工大學(xué)《專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)

（一）》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

發(fā)器74LS76芯片構(gòu)成三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，此電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；而方案二和方案三用D觸發(fā)器構(gòu)成三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，兩個(gè)D觸發(fā)器可由一片雙D觸發(fā)器74LS74芯片實(shí)現(xiàn)，以及74LS00與非門(mén)和74LS04非門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)此電路，此電路結(jié)構(gòu)上有點(diǎn)復(fù)雜，而且需要三個(gè)芯片（至少兩個(gè)），成本較高。綜合考慮上述三種方案，無(wú)論是從成本還是可行性，方案以最優(yōu)，方案而次之，方案三最差。實(shí)現(xiàn)方案

首先，通過(guò)555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)用于提供給雙J-K觸發(fā)器構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器和開(kāi)關(guān)控制電路中的三輸入與非門(mén)的輸入信號(hào)。

其次，雙J-K觸發(fā)器構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器用于產(chǎn)生00、01、10的循環(huán)信號(hào)，此信號(hào)提供左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號(hào)。

最后，左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號(hào)通過(guò)6個(gè)與非門(mén)，6個(gè)非門(mén)以及7410提供的高低電位信號(hào)，將原始信號(hào)分別輸出到左、右的3個(gè)汽車(chē)尾燈上。得到的信號(hào)即可輸出到發(fā)光二極管上，實(shí)現(xiàn)所需功能?？傠娐穲D如圖5所示：

VCC5V12VVs128.86k|?R147810nFCf0VCC5VR3VCC555_VIRTUALTimerVCCRSTDISTHRTRICONGNDOUTVCC5VU1AU31Q1574LS76N41161J1CLK1K2U7A14Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7***097U13ALED1R4100|?R5~1PR614123~1Q~1CLRABCG1~G2A~G2B1574LS00D74LS04DU8AU14ALED250645VCC974LS76N411J1CLK1K33257.72k|?R21074LS138DU2A1Q15100|?1674LS00D74LS04DU9AU15ALED3R617100|?74LS00D74LS04D18U10AU16ALED4R71974LS00D74LS04DU11AU17ALED574LS00D74LS04DU12AU18ALED61374LS00D74LS04D100|?R8100|?R9100|?VCC~1PRU4A74LS86D1110nFC16~1Q~1CLR31412J10U5A300|?Key = A R10J27k|?Key = A U6A74LS04D74LS10D2

圖5 工作原理圖 武漢理工大學(xué)《專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)

（一）》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

3.1 參數(shù)計(jì)算與器件選擇

（1）電阻：由于f=1.43/(R1+2R2)C=1Hz，所以選取R1=28.86KΩ，R2=57.72KΩ，R3=300Ω，R4= 7KΩ，C1=C2=100μF，其他電阻可選為100Ω即可。

（2）電容：如上所述，電容均選100μF/25V。

3.2元器件器腳圖

其它用到得個(gè)元器件引腳圖如圖4所示：

圖6 元器件引腳圖 調(diào)試過(guò)程及結(jié)論

將設(shè)計(jì)好的控制電路分別接好電源和地線，然后接上函數(shù)發(fā)生器的脈沖信號(hào)，先將開(kāi)關(guān)K1、K0分別接低電平0、0，發(fā)現(xiàn)顯示燈全滅，表示汽車(chē)正常行駛；再將開(kāi)關(guān)K1、K0分別接低電平0和高電平1，發(fā)現(xiàn)右側(cè)尾燈D1、D2、D3在譯碼器輸出作用下順序循環(huán)點(diǎn)亮，表示汽車(chē)右轉(zhuǎn)彎行駛；然后將開(kāi)關(guān)K1、K0分別接高電平1和低電平0，發(fā)現(xiàn)左側(cè)尾 武漢理工大學(xué)《專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)

（一）》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

燈D4、D5、D6在譯碼器輸出作用下順序循環(huán)點(diǎn)亮，表示汽車(chē)左轉(zhuǎn)彎行駛；左后將開(kāi)關(guān)K1、K0分別接高電平1、1，發(fā)現(xiàn)左右兩側(cè)的指示燈在時(shí)鐘脈沖CP的作用下同時(shí)閃爍，表示汽車(chē)臨時(shí)剎車(chē)。在調(diào)試的過(guò)程中前面三種情況相當(dāng)順利，很快就完成了，最后模擬臨時(shí)剎車(chē)的時(shí)候，開(kāi)始發(fā)現(xiàn)6個(gè)指示燈全亮，并沒(méi)有出現(xiàn)閃爍的現(xiàn)象，經(jīng)檢查才知是函數(shù)發(fā)生器脈沖信號(hào)的頻率太高，將其調(diào)節(jié)到合適的頻率后，終于出現(xiàn)了期待已久的左右兩側(cè)的指示燈同時(shí)閃爍。心得體會(huì)

這次課程設(shè)計(jì)可以說(shuō)是相當(dāng)成功的，雖然是第一次接觸這個(gè)東西，但是基于以前做過(guò)數(shù)電實(shí)驗(yàn)，課程設(shè)計(jì)也就變得不是那么的困難了。但是，它又不是單純的和想數(shù)電實(shí)驗(yàn)一樣，認(rèn)真聽(tīng)完老師所講的內(nèi)容，拿著電路圖接好實(shí)驗(yàn)電路，完成電路各個(gè)部分的邏輯功能就可以了，它對(duì)我們的要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于數(shù)電實(shí)驗(yàn)所能達(dá)到的高度。我們不僅要全面了解所選的設(shè)計(jì)題目，還要在網(wǎng)上充分查閱資料，再結(jié)合我們以前所學(xué)過(guò)的數(shù)電知識(shí)，自己擬定實(shí)驗(yàn)方案和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路。連接電路我是和同學(xué)一起做的，雖然我們這個(gè)電路的連接比較困難，但是經(jīng)過(guò)一上午的辛苦奮斗，終于光榮的完成了實(shí)驗(yàn)所需要的實(shí)現(xiàn)電路，在宿舍調(diào)式電路也比較順利，很快就完成了，出現(xiàn)了期待中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，但是去老師那里調(diào)試的時(shí)候，由于脈沖信號(hào)的頻率沒(méi)有控制好，剎車(chē)的時(shí)候沒(méi)有出現(xiàn)閃爍，而是一直燈亮，調(diào)整頻率后就很快更正過(guò)來(lái)了，整個(gè)過(guò)程還是非常順利比較成功的。經(jīng)過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，我更加體會(huì)到了數(shù)電在日常生活中的廣泛應(yīng)用，正是由于它的邏輯簡(jiǎn)單而被廣泛應(yīng)用于生活的許多方面，為我們的生活提供了很多便利。同時(shí)，也意識(shí)到了同學(xué)之間的互助是多么的重要，由于沒(méi)有很認(rèn)真地去閱讀課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)撰寫(xiě)規(guī)范和有些作圖軟件不會(huì)使用，導(dǎo)致在寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的時(shí)候，遇到了不少的麻煩，多虧了同學(xué)們的熱心幫助，才使我能夠比較順利地完成這項(xiàng)工作。最后，認(rèn)真謹(jǐn)慎精益求精的態(tài)度對(duì)于一個(gè)實(shí)驗(yàn)者來(lái)說(shuō)也是必備的優(yōu)秀品質(zhì)，只有這樣才會(huì)做出令人滿(mǎn)意的成績(jī)來(lái)。經(jīng)過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我真的學(xué)到了很多很多的東西。這次課程設(shè)計(jì)的成功得益于自己的耐心和決心，也離不開(kāi)老師和周?chē)瑢W(xué)的幫忙。特別感謝指導(dǎo)老師的悉心指點(diǎn)，感謝在我設(shè)計(jì)和制作過(guò)程給予我很多幫助的給位同學(xué)。

武漢理工大學(xué)《專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)

（一）》課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 參考文獻(xiàn)

[1].屠其非.LED用于汽車(chē)尾燈的展望.光源與照明,2001（01）

[2].梁恩主 著.Protel 99SE電路設(shè)計(jì)與仿真應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，2000 [3].姚福安 著.電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐.山東: 山東科學(xué)技術(shù)出版社,2002 [4].康華光主編.數(shù)字電子基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，1999 [5].楊志亮 著.Protel DXP電路原理圖設(shè)計(jì)技術(shù).山西：西北工業(yè)大學(xué)出版社[6].路勇主編.電子電路實(shí)驗(yàn)及仿真.北京:清華大學(xué)出版社，2004 [7].唐程山主編.電子技術(shù)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，2005 [8]韓克 柳秀山主編。電子技能與EDA技術(shù)。暨南大學(xué)出版社，2005 10

2002

第三篇：路燈控制器設(shè)計(jì)報(bào)告

路燈控制器的設(shè)計(jì)

一.設(shè)計(jì)任務(wù)和要求

設(shè)計(jì)要求：

1、自制電路供電的穩(wěn)壓電源；

2、LED采用恒流供電。

3、該控制器具有環(huán)境亮度檢測(cè)和控制功能，當(dāng)處于暗（亮）環(huán)境下能夠自動(dòng)開(kāi)（關(guān)）燈，為了演示方便，在現(xiàn)場(chǎng)演示時(shí)，當(dāng)調(diào)光臺(tái)燈（模擬自然光）較暗（較亮）時(shí)相當(dāng)于暗環(huán)境（亮環(huán)境），此時(shí)另一個(gè)白光LED（模擬路燈）將被點(diǎn)亮（熄滅），以此實(shí)現(xiàn)光控功能。

二.方案說(shuō)明

安裝在公共場(chǎng)所或道路兩旁的路燈，通常是隨環(huán)境的亮和暗而自動(dòng)的關(guān)斷和開(kāi)啟或者自身亮度，同時(shí)可以對(duì)消耗的電功率進(jìn)行測(cè)量。實(shí)驗(yàn)時(shí)用1W白光LED（3.3V@300mA）代替路燈，用調(diào)光臺(tái)燈替代環(huán)境光線變化。

三.原理電路設(shè)計(jì)

1.單元電路設(shè)計(jì).本光控路燈包括

(1)光敏采樣部分,當(dāng)光敏三極管處于不同光照強(qiáng)度下,它的阻值變化很大.將光敏三極管串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娮?接入電路中,輸出量作為開(kāi)關(guān)值.無(wú)光照強(qiáng)度或光照強(qiáng)度很小時(shí),采樣值接近VCC.當(dāng)光照強(qiáng)度增加到一定程度時(shí),采樣值為一個(gè)較小值,并且隨著光照繼續(xù)增強(qiáng),采樣值也隨著減小.(2)電位器調(diào)節(jié)電壓部分.當(dāng)光照達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí),通過(guò)調(diào)節(jié)電位器改變它的電壓,使之與光敏采樣部分的采樣值相等即可.(3)集成運(yùn)放器部分.需要用到集成運(yùn)放器的開(kāi)環(huán)性能和閉環(huán)性能.當(dāng)集成運(yùn)放處于開(kāi)環(huán)狀態(tài)時(shí).它是一個(gè)電壓比較器,對(duì)同相輸入端和反相輸入端的電壓進(jìn)行比較.若同相輸入端的電壓高于反相輸入端的電壓,則輸出高電平;若同相輸入端的電壓低于反相輸入端的電壓,則輸出零(單電源)或低電平(雙電源).(4)三極管放大部分.使用三極管對(duì)集成運(yùn)放器的微弱輸出電流進(jìn)行放大,從而使led燈能正常發(fā)光.2.元件選擇

(1).光敏器件選擇

光敏三極管和普通三極管相似，也有電流放大作用，只是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制，同時(shí)也受光輻射的控制。通?；鶚O不引出，但一些光敏三極管的基極有引出，用于溫度補(bǔ)償和附加控制等作用。光敏三極管又稱(chēng)光電三極管，它是一種光電轉(zhuǎn)換器件，其基本原理是光照到P-N結(jié)上時(shí)，吸收光能并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。?dāng)光敏三極管加上反向電壓時(shí)，管子中的反向電流隨著光照強(qiáng)度的改變而改變，光照強(qiáng)度越大，反向電流越大，大多數(shù)都工作在這種狀態(tài)。當(dāng)具有光敏特性的PN 結(jié)受到光輻射時(shí)，形成光電流，由此產(chǎn)生的光生電流由基極進(jìn)入發(fā)射極，從而在集電極回路中得到一個(gè)放大了相當(dāng)于β倍的信號(hào)電流。不同材料制成的光敏三極管具有不同的光譜特性，與光敏二極管相比，具有很大的光電流放大作用，即很高的靈敏度。

本次設(shè)計(jì)選擇的是3DU33型號(hào)光敏三極管.在1000lx，V=10v條件下，電流典型值為10 mA.故可推測(cè)在1000lx,V=5A條件下，電路大約為5mA。且在有光條件下，電流最小值為2 mA.電路圖如下

(2)電位器選擇

本次設(shè)計(jì)電位器選擇通用型3296系列103A電位器，阻值為10k.圖如下

（3）集成運(yùn)算放大器選擇。本次選擇LM358運(yùn)算放大器。

LM358里面包括有兩個(gè)高增益、獨(dú)立的、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)放，適用于電壓范圍很寬的單電源，而且也適用于雙電源工作方式，它的應(yīng)用范圍包括傳感放大器、直流增益模塊和其他所有可用單電源供電的使用運(yùn)放的地方使用 電路如下

（4）三極管選擇。

本次選用S8050 NPN型三極管。三極管8050是非常常見(jiàn)的NPN型晶體三極管，在各種放大電路中經(jīng)常看到它，應(yīng)用范圍很廣，主要用于功率放大、開(kāi)關(guān)。參數(shù)： 耗散功率0.625W（貼片：0.3W）

集電極電流0.5A 集電極--基極電壓40V 集電極--發(fā)射極擊穿電壓25V 集電極-發(fā)射極飽和電壓 0.6V 特征頻率fT 最小150MHZ 典型值產(chǎn)家的目錄沒(méi)給出 引腳排列為EBC或ECB 838電子

按三極管后綴號(hào)分為 B C D檔 貼片為 L H檔

放大倍數(shù)B85-160 C120-200 D160-300 L100-200 H200-350

3.整體電路

實(shí)驗(yàn)原理

光敏采樣值輸出到前1/2 LM358同相輸入端，電位器調(diào)節(jié)部分電壓輸出到前1/2 LM358反相輸入端。當(dāng)同相輸入端電壓值高于反相輸入端電壓值時(shí)，U1A輸出高電平，反之輸出零。U1B是引入負(fù)反饋閉環(huán)的運(yùn)算放大器，可以由理想集成運(yùn)算放大器虛短，虛端方法來(lái)分析電路。當(dāng)U1A輸出為零時(shí)，反相輸入端電平也為零，U1B輸出為0，led燈滅。當(dāng)U1A輸出高電平時(shí)，由虛短可判斷反相輸入端電壓也為等值高電平。三極管工作在放大區(qū)，放大電流，led燈亮。

四.性能測(cè)試與分析

理論數(shù)據(jù)分析：在有一定光照條件下，光敏三極管的電流為2-5 mA.經(jīng)計(jì)算考量，選取與光敏三極管串聯(lián)的電阻為800歐。為使調(diào)節(jié)范圍足夠大，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，選取R3=R6=1k,電位器R4=10k.在同相輸入端大于反相輸入端的電壓值時(shí)，集成運(yùn)算放大器最大輸出幾mA的電流，理論流過(guò)led燈最大電流為300mA。在光照足夠強(qiáng)時(shí)，同相輸入端電壓值小于反相輸入端，電壓比較器輸出零，此時(shí)三極管be間電壓小于開(kāi)啟電壓，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，流過(guò)led燈的電流為零。

仿真數(shù)據(jù)：無(wú)光照條件下，U1A同相輸入端輸入值即光敏部分采樣值為4.993V，反相輸入端電壓值為2.363V，U1A輸出4.023V，輸出電流幾乎為零。三極管基極電流為0.036A，流過(guò)led燈的電流值為0.400A（protues仿真沒(méi)有S8050三極管和光敏三極管，故分別用TIP41和光敏電阻代替，與理論數(shù)據(jù)分析有差距）實(shí)測(cè)數(shù)據(jù): 無(wú)光時(shí),U1A同相輸入端電壓為4.91V,反相輸入端電壓為3.74V,U1A輸出端電壓為4.01V,電流幾乎為零.此時(shí)測(cè)得led燈兩端電壓約為3.20V.逐漸增大光照強(qiáng)度,發(fā)現(xiàn)某一時(shí)刻led燈開(kāi)始明顯變暗,并且隨著光強(qiáng)緩慢增加,led燈繼續(xù)變暗,直至只有微弱燈光.此時(shí)測(cè)得led燈兩端電壓為2.43V.整個(gè)過(guò)程中,U1A同相輸入端電壓始終小于反相輸入端電壓值,U1A輸出電壓為零.U2A同相及反相輸入端電壓都為零,輸出端有0.64V電壓.誤差分析: 處于臨界光照時(shí),運(yùn)算放大器同相及反相輸入端電壓差值很小,容易波動(dòng).運(yùn)算放大器均是采用直接耦合的方式，直接耦合式放大電路的各級(jí)的Q點(diǎn)是相互影響的，由于各級(jí)的放大作用，第一級(jí)的微弱變化，會(huì)使輸出級(jí)產(chǎn)生很大的變化。當(dāng)輸入短路時(shí)（由于一些原因使輸入級(jí)的Q點(diǎn)發(fā)生微弱變化 象：溫度），輸出將隨時(shí)間緩慢變化，這樣就形成了零點(diǎn)漂移。產(chǎn)生零漂的原因是：晶體三極管的參數(shù)受溫度的影響。解決零漂最有效的措施是：采用差動(dòng)電路

六.實(shí)驗(yàn)心得

本次課程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是我們?nèi)私M齊心協(xié)力,默契的團(tuán)隊(duì)配合.從初期方案的確定,到實(shí)驗(yàn)室共同焊板子,還有后來(lái)共同解決遇到的電路問(wèn)題,每個(gè)人都很積極地去解決困難.通過(guò)此次設(shè)計(jì)，能夠一步了解了光敏三極管的原理和特性，把我們所學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到了實(shí)踐，結(jié)合模擬電路和數(shù)字電路知識(shí)，經(jīng)一步鞏固和掌握前面所學(xué)的知識(shí)，收獲很大。

七.參考文獻(xiàn)

[1] 華成英，童詩(shī)白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2006：74-116.[2] 謝自美 電子線路設(shè)計(jì)[M];華中科技大學(xué)出版社;[3] 百度文庫(kù),道客巴巴資料以及電子愛(ài)好者論壇等

第四篇：汽車(chē)尾燈控制電路 verilog課設(shè)

可編程課程設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)報(bào)告

一、設(shè)計(jì)題目

汽車(chē)尾燈控制電路

二、設(shè)計(jì)要求

用6個(gè)發(fā)光管模擬6個(gè)汽車(chē)尾燈（左右各3個(gè)），用4個(gè)開(kāi)關(guān)作為汽車(chē)控制信號(hào),分別為：左拐、右拐、故障和剎車(chē)。

車(chē)勻速行駛時(shí)，6個(gè)汽車(chē)尾燈全滅；右拐時(shí)，車(chē)右邊3個(gè)尾燈從左至右順序亮滅；左拐時(shí)，車(chē)左邊3個(gè)尾燈從右至左順序亮滅；

故障時(shí)車(chē)6個(gè)尾燈一起明滅閃爍；剎車(chē)時(shí)，6個(gè)尾燈全亮

三、設(shè)計(jì)語(yǔ)言簡(jiǎn)介

VHDL的英文全名是Very-High-Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language,誕生于1982年。1987年底，VHDL被IEEE和美國(guó)國(guó)防部確認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語(yǔ)言。自IEEE公布了VHDL的標(biāo)準(zhǔn)版本，IEEE-1076（簡(jiǎn)稱(chēng)87版)之后，各EDA公司相繼推出了自己的VHDL設(shè)計(jì)環(huán)境，或宣布自己的設(shè)計(jì)工具可以和VHDL接口。此后VHDL在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域得到了廣泛的接受，并逐步取代了原有的非標(biāo)準(zhǔn)的硬件描述語(yǔ)言。1993年，IEEE對(duì)VHDL進(jìn)行了修訂，從更高的抽象層次和系統(tǒng)描述能力上擴(kuò)展VHDL的內(nèi)容，公布了新版本的VHDL，即IEEE標(biāo)準(zhǔn)的1076-1993版本，（簡(jiǎn)稱(chēng)93版）?，F(xiàn)在，VHDL和Verilog作為IEEE的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)硬件描述語(yǔ)言，又得到眾多EDA公司的支持，在電子工程領(lǐng)域，已成為事實(shí)上的通用硬件描述語(yǔ)言。有專(zhuān)家認(rèn)為，在新的世紀(jì)中，VHDL于Verilog語(yǔ)言將承擔(dān)起大部分的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)。

VHDL設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)：

1.用VHDL代碼而不是用原理圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，意味著整個(gè)電路板的模型及性能可用計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)行驗(yàn)證。

2.VHDL元件的設(shè)計(jì)與工藝無(wú)關(guān)，與工藝獨(dú)立，方便工藝轉(zhuǎn)換。

3.VHDL支持各種設(shè)計(jì)方法，自頂向下、自底向上或者混合的都可以。4.可以進(jìn)行從系統(tǒng)級(jí)到邏輯級(jí)的描述，即混合描述。

5.VHDL區(qū)別于其他的HDL，已形成標(biāo)準(zhǔn)，其代碼在不同的系統(tǒng)中可交換建模。

四、程序代碼

module weideng(nrst,haz,left,right,brake,lc,lb,la,ra,rb,rc,/*CLOCK_50*/clk,vga);input haz,left,right,brake;//warning,turn left,turn right,braking input nrst,/*CLOCK_50*/clk;output lc,lb,la,ra,rb,rc;//6 light output vga;reg [3:0]vga;

wire lc,lb,la,ra,rb,rc;

//wire cp;//2 HZ reg [19:0]state,next_state;

//14 states

parameter [19:0]idle=20'b00_0000_0000_0001_000_000，l1=20'b00_0000_0000_0010_001_000，l2=20'b00_0000_0000_0100_010_000，l3=20'b00_0000_0000_1000_100_000，r1=20'b00_0000_0001_0000_000_100，r2=20'b00_0000_0010_0000_000_010，r3=20'b00_0000_0100_0000_000_001，full=20'b00_0000_1000_0000_111_111，bl1=20'b00_0001_0000_0000_001_111，bl2=20'b00_0010_0000_0000_010_111，bl3=20'b00_0100_0000_0000_100_111，br1=20'b00_1000_0000_0000_111_100，br2=20'b01_0000_0000_0000_111_010，br3=20'b10_0000_0000_0000_111_001;

//position of each state

parameter [4:0] idle_pos=5'd6，l1_pos=5'd7，l2_pos=5'd8，l3_pos=5'd9，r1_pos=5'd10，r2_pos=5'd11，r3_pos=5'd12，full_pos=5'd13，bl1_pos=5'd14，bl2_pos=5'd15，bl3_pos=5'd16，br1_pos=5'd17，br2_pos=5'd18，br3_pos=5'd19;

//store status

always @(posedge clk ,negedge nrst)

begin vga=4'b0001;

if(!nrst)

state<=idle;

else

state<=next_state;end

//state transition ***

always @(haz,left,right,brake)

begin

next_state=idle;

case(1'b1)

state[idle_pos]:if(left&~haz&~right&~brake)

next_state=l1;

else if(right&~haz&~left&~brake)

next_state=r1;

else if(brake|haz|left&right)

next_state=full;

else

next_state=idle;

state[l1_pos]:if(brake)

next_state=bl1;

else if(haz&~brake)

next_state=full;

else

next_state=l2;

state[l2_pos]:if(brake)

next_state=bl1;

else if(haz&~brake)

next_state=full;

else

next_state=l3;

state[l3_pos]:next_state=idle;

state[full_pos]:if(~brake)

next_state=idle;

else

next_state=full;

state[r1_pos]:if(brake)

next_state=br1;

else if(haz&~brake)

next_state=full;

else

next_state=r2;

state[r2_pos]:if(brake)

next_state=br1;

else if(haz&~brake)

next_state=full;

else

next_state=r3;

state[r3_pos]:next_state=idle;

state[br1_pos]:if(~brake)

next_state=r1;

//else if(~brake&haz)

//next_state=full;

else

next_state=br2;

state[br2_pos]:if(~brake)

next_state=r1;

//else if(~brake&haz)

//next_state=full;

else

next_state=br3;

state[br3_pos]:if(~brake)

next_state=r1;

else

next_state=br1;

state[bl1_pos]:if(~brake)

next_state=l1;

//else if(~brake&haz)

//next_state=full;

else

next_state=bl2;

state[bl2_pos]:if(~brake)

next_state=l1;

//else if(~brake&haz)

//next_state=full;

else

next_state=bl3;

state[bl3_pos]:if(~brake)

next_state=l1;

else

next_state=bl1;

default:next_state=idle;

endcase

end

//output logic

assign la=state[3]，lb=state[4]，lc=state[5]，ra=state[2]，rb=state[1]，rc=state[0];//2hz clock

/*

divn #(.WIDTH(25),.N(25000000))

CLOCK_50 u0（.clk(CLOCK_50)，.rst_n(nrst)，.o_clk(cp));

*/ endmodule

五、心得體會(huì)

Verilog語(yǔ)言是目前電路設(shè)計(jì)中不可缺少的語(yǔ)言之一，其在電子信息、通信、自動(dòng)控制及計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中的重要性日益突出。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我對(duì)Verilog語(yǔ)言有了更深一步的了解，也對(duì)Quartus II軟件的使用方法和設(shè)計(jì)流程也有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我和同組同學(xué)共同討論，期間遇到不少問(wèn)題。但每一個(gè)問(wèn)題我們都會(huì)認(rèn)真修改、調(diào)試，并積極向老師和同學(xué)尋求幫助，直到?jīng)]有錯(cuò)誤為止。這也提高了我們獨(dú)立思考與團(tuán)隊(duì)合作的能力。總之，此次課程設(shè)計(jì)不僅對(duì)之前可編程設(shè)計(jì)的理論學(xué)習(xí)進(jìn)行了實(shí)踐，更為我今后的專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

第五篇：數(shù)字電子課設(shè)報(bào)告汽車(chē)尾燈控制電路設(shè)計(jì)

本文由無(wú)限求書(shū)貢獻(xiàn)

doc文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT，或下載源文件到本機(jī)查看。

一.概述

汽車(chē)尾燈控制電路是很常用的工作電路,在日常的生活中有著很廣泛的應(yīng)用.汽 車(chē)行駛時(shí),會(huì)出現(xiàn)正常行駛,左轉(zhuǎn)彎,右轉(zhuǎn)彎,剎車(chē)四種情況,針對(duì)這四種情況可以 設(shè)計(jì)出汽車(chē)尾燈的控制電路來(lái)表示這四種狀態(tài).設(shè)計(jì)一個(gè)汽車(chē)尾燈控制電路,技術(shù)指標(biāo)如下: 假設(shè)汽車(chē)尾部左右兩側(cè)各有 3 個(gè)指示燈(用發(fā)光二極管模擬);汽車(chē)正常運(yùn)行時(shí)指示燈全滅;汽車(chē)左轉(zhuǎn)彎時(shí),左側(cè) 3 個(gè)指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮;汽車(chē)右轉(zhuǎn)彎時(shí),右側(cè) 3 個(gè)指示燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮;臨時(shí)剎車(chē)時(shí)所有指示燈同時(shí)閃爍.二.方案論證

方案一: 汽車(chē)尾燈控制電路主要由 D 觸發(fā)器邏輯電路,左轉(zhuǎn),右轉(zhuǎn)控制電路,剎車(chē)控制電 路構(gòu)成.首先將脈沖信號(hào) CLK 提供給 D 觸發(fā)器邏輯電路.用三片 D 觸發(fā)器設(shè)計(jì)一個(gè)邏輯電路可以產(chǎn)生 001,010,100 的循環(huán)信號(hào).將此信號(hào)作為左轉(zhuǎn),右轉(zhuǎn)的原始信號(hào).設(shè)置左轉(zhuǎn)控制開(kāi)關(guān)和右轉(zhuǎn)控制開(kāi)關(guān).通過(guò)開(kāi)關(guān)的控制將左轉(zhuǎn),右轉(zhuǎn)的原始信號(hào)通過(guò)邏輯電路分別輸出到左,右的 3 個(gè) 汽車(chē)尾燈上.這部分電路起到信號(hào)分揀的作用.設(shè)置剎車(chē)控制開(kāi)關(guān),將脈沖信號(hào) CLK 提供給剎車(chē)控制電路.當(dāng)開(kāi)關(guān)置為剎車(chē)信號(hào)時(shí),分揀之后的信號(hào)通過(guò)邏輯電路實(shí)現(xiàn)剎車(chē)時(shí)所有指示燈隨 著時(shí)鐘信號(hào) CLK 全部閃爍的功能.最終得到的信號(hào)即可輸出到發(fā)光二極管上,實(shí)現(xiàn)所需功能.方案一原理框圖如圖 1 所示.1 CLK D 圖 1 方案一原理框圖

方案二: 汽車(chē)尾燈控制電路主要由開(kāi)關(guān)控制電路,三進(jìn)制計(jì)數(shù)器,譯碼電路,顯示,驅(qū)動(dòng) 電路構(gòu)成.由于汽車(chē)左或右轉(zhuǎn)彎時(shí),三個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮,所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼器 電路順序輸出低電平,從而控制尾燈按要求點(diǎn)亮.首先,設(shè)置兩個(gè)可控制的開(kāi)關(guān),可產(chǎn)生 0 0,0 1,1 0,1 1 四種狀態(tài).開(kāi)關(guān)置為 0 0 狀態(tài)時(shí),表示汽車(chē)處于正常運(yùn)行狀態(tài).開(kāi)關(guān)置為 0 1 狀態(tài)時(shí),表示汽車(chē)處于右轉(zhuǎn)彎的狀態(tài).開(kāi)關(guān)置為 1 0 狀態(tài)時(shí),表示汽車(chē)處于左轉(zhuǎn)彎的狀態(tài).開(kāi)關(guān)置為 1 1 狀態(tài)時(shí),表示汽車(chē)處于剎車(chē)的狀態(tài).其次,設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)所需達(dá)到功能.三進(jìn)制計(jì)數(shù)器可用兩片 D 觸發(fā)器構(gòu)成.譯碼電路可用 3 線—8 線譯碼器 74LS138 和 6 個(gè)與非門(mén)構(gòu)成.顯示,驅(qū)動(dòng)電路由 6 個(gè)發(fā)光二極管和 6 個(gè)反向器構(gòu)成.2 方案二原理框圖如圖 2 所示.顯示,驅(qū)動(dòng)電路

開(kāi)關(guān)控制電路

譯碼電路

三進(jìn)制計(jì)數(shù)器

圖 2 方案二的原理框圖

最終方案為方案二.電路設(shè)計(jì) 三.電路設(shè)計(jì)

1.時(shí)鐘脈沖電路 由 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器電路如圖 3 所示.12V Vs 1 28.86k R1 4 8 VCC RST DIS THR TRI CON GND 1 OUT 3 6 57.72k R2 7 8 CP 7 6 2 5 10nF C 10nF Cf 0 LM555CM Timer 圖 3 由 555 構(gòu)成的多諧振蕩器

接通電源后,電容 C 被充電,Vc 上升,當(dāng) Vc 上升到 2/3Vcc 時(shí),觸發(fā)器被復(fù)位, 此時(shí) Vo 為低電平,電容 C 通過(guò) R2 和 T 放電,使 Vc 下降.當(dāng) Vc 下降到 1/3Vcc 時(shí), 觸發(fā)器又被復(fù)位,Vo 翻轉(zhuǎn)為高電平.周期 T 為: T=(R1+2R2)Cln2≈0.7(R1+2R2)C 這樣,通過(guò)控制電容充放電時(shí)間,使多諧振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào).2.開(kāi)關(guān)控制電路 開(kāi)關(guān)控制電路如圖 4 所示.3 VCC 5V VCC J1 Key = A 10 R1 200? 0 U7B U15B 12 C G VCC 5V U3A VCC 74LS136D J2 Key = B 11 R2 200? 0 13 74LS00D 74LS04D U9B D U16A 14 74LS00D CP 74LS10D 圖 4 開(kāi)關(guān)控制電路

電路通過(guò)控制開(kāi)關(guān) A,B 的斷開(kāi)和閉合,實(shí)現(xiàn)正常行駛,左轉(zhuǎn)彎,右轉(zhuǎn)彎,剎車(chē)四 種狀態(tài).AB 置為 0 0 狀態(tài)時(shí),表示汽車(chē)處于正常運(yùn)行狀態(tài).AB 置為 0 1 狀態(tài)時(shí),表示汽車(chē)處于右轉(zhuǎn)彎的狀態(tài).AB 置為 1 0 狀態(tài)時(shí),表示汽車(chē)處于左轉(zhuǎn)彎的狀態(tài).AB 置為 1 1 狀態(tài)時(shí),表示汽車(chē)處于剎車(chē)的狀態(tài).3.三進(jìn)制計(jì)數(shù)器 原理圖如圖 5 所示.4 VCC 5V 2 ~1PR 4 1 1J 1CLK ~1Q ~1CLR 3 14 1Q 15 U2A A VCC 16 1K 74LS76D 1 3 2 2 U2B 1Q 15 ~1PR 4 1 1J 1CLK ~1Q ~1CLR 3 14 B 16 1K 74LS76D 圖 5 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器原理框圖

4.譯碼,顯示驅(qū)動(dòng)電路 譯碼,顯示驅(qū)動(dòng)電路如圖 6 所示.VCC U4A 74LS00D U5A 9 U10A LED1 23 R3 17 200 5V A B1 2 C 3 6 G4 5 U1 A B C G1 ~G2A ~G2B Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 15 14 13 12 11 10 9 7 74LS04D U11A LED2 3 10 24 R4 18 16 200 74LS00D 74LS04D 4 U6A U12A 5 LED3 11 25 R5 19 6 7 8 200 74LS04D U13A LED4 R6 12 20 26 200 74LS00D 74LS04D U8A U14A LED5 R7 13 21 27 200 74LS00D 74LS04D U9A U15A LED6 R8 14 22 28 200 74LS00D 74LS04D 74LS00D U7A 0 74LS138D VCC 圖6 譯碼,顯示驅(qū)動(dòng)電路 5 四,性能的測(cè)試

利用 Multisim10 進(jìn)行測(cè)試和仿真.1.當(dāng)汽車(chē)正常行駛時(shí),AB 置為 0 0 狀態(tài),指示燈全滅.仿真結(jié)果如圖 7 所示.圖7 正常行駛仿真結(jié)果

2.當(dāng)汽車(chē)左轉(zhuǎn)彎時(shí),AB 置為 1 0 狀態(tài),左側(cè) 3 個(gè)指示燈按 LED1->LED2->LED3 順 序循環(huán)點(diǎn)亮.仿真結(jié)果如圖 8 所示.6 圖8 左轉(zhuǎn)彎仿真結(jié)果

3.當(dāng)汽車(chē)右轉(zhuǎn)彎時(shí),開(kāi)關(guān)置為 0 1 狀態(tài),右側(cè) 3 個(gè)指示燈按 LED4->LED5->LED6 順 序循環(huán)點(diǎn)亮.仿真結(jié)果如圖 9 所示.7 圖9 右轉(zhuǎn)彎仿真結(jié)果

4.當(dāng)汽車(chē)剎車(chē)時(shí),AB 置為 1 1 狀態(tài),所有指示燈全部隨著時(shí)鐘信號(hào)閃爍.仿真結(jié)果如圖 10 所示.8 圖 10 剎車(chē)仿真結(jié)果

五.結(jié)論

電路的主要特點(diǎn)是選用簡(jiǎn)單常見(jiàn)的元器件,充分利用所學(xué)知識(shí).通過(guò)仿真結(jié)果可以看出,符合任務(wù)書(shū)中所要求的性能指標(biāo),完成所需功能.六.性?xún)r(jià)比

本電路采用的都是簡(jiǎn)單且常見(jiàn)的元器件, 價(jià)格相對(duì)便宜, 性能基本符合技術(shù)要求.適用于對(duì)技術(shù)要求不是十分嚴(yán)格的電路.因此,本電路的性?xún)r(jià)比較高.七,課設(shè)體會(huì)及合理化建議 課設(shè)體會(huì)及合理化建議

這次總的說(shuō)來(lái)收獲很大,但在獨(dú)立設(shè)計(jì)過(guò)程中著實(shí)也遇到了不少困難.比如開(kāi)始 時(shí)不知用什么邏輯器件使輸出為 001,010,100 的循環(huán),以使指示燈按一定的順序依 次點(diǎn)亮, 后經(jīng)過(guò)與同學(xué)的討論最終使問(wèn)題得到了解決, 我想這也是最吸引我們的地方, 當(dāng)真正投入時(shí)才發(fā)現(xiàn)樂(lè)在其中.一開(kāi)始對(duì)軟件不熟悉,剛進(jìn)行上機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)很不順手,遇到不少麻煩,經(jīng)過(guò)自己的 學(xué)習(xí)和老師的指導(dǎo),才完成了電路的設(shè)計(jì)并成功進(jìn)行了仿真.9 參考文獻(xiàn)

[1] 劉修文主編.實(shí)用電子電路設(shè)計(jì)制作.[M]北京:中國(guó)電力出版社,2005 年 [2] 朱定華主編.電子電路測(cè)試與實(shí)驗(yàn).[M]北京:清華大學(xué)出版社,2004 年 [3] 路勇主編.電子電路實(shí)驗(yàn)及仿真.[M]北京:北京交通大學(xué)出版社,2004 年 [4] 閻石主編.數(shù)字電子技術(shù).[M]北京:高等教育出版社,2006 年 [5] 謝自美主編.電子線路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試.[M]武漢:華中科技大學(xué)出版社,2006 年 [6] 華滿(mǎn)清主編.電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì).[M]北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005 年

附錄Ⅰ 附錄Ⅰ 總電路圖 11 附錄Ⅱ 附錄Ⅱ 元器件清單

序號(hào) 編號(hào) 名稱(chēng) 型號(hào) 數(shù)量

R1, R2, R3, R4, R5, R6, 電阻 R7,R8, R9 R10 LED1,LED2, LED3,LED4, LED5,LED6, U2A,U2B, U10A,U11A, U12A,U13A, U14A,U15A, U15B, 電阻 電阻 200 8 2 3 28.86k 57.72k 1 1 4 發(fā)光二極管 LED 6 5 JK 觸發(fā)器 74LS76 2 6 非門(mén) 74LS04 7 7 U4A,U5A,U6A, U7A,U7B,U8A, 與非門(mén) U9A,U9B 74LS00 8 9 10 11 12 U16A, 與非門(mén) 直流電源 直流電源 74LS10 5V 12V DIPSW1 1 4 1 2 J1,J2, 開(kāi)關(guān)

U17, U1, U3A, 555 定時(shí)器 LM555CM 譯碼器 異或門(mén) 74LS138 74LS136 1 1 1 12 1