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1、湖 北 民 族 学 院 信 息 工 程 学 院课 程 设 计 报 告 书题目: 汽 车 尾 灯 控 制 电 路 设 计课 程：电子线路课程设计专 业：电子信息科学与技术班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2012 年 12 月 6 日 信息工程学院课程设计任务书学 号 学生姓名 专业（班级） 电子信息科学与 技术（）设计题目 汽车尾灯控制电路设计设计技术参数高电平时间 tph低电平时间 tpl占空比 D脉冲频率 f设计要求假设汽车尾部左右两侧各有 3 个指示灯1、汽车正常运行时指示灯全灭2、右转弯时，右侧三个指示灯按右循环顺序点亮3、左转弯时，左侧三个指示灯按左循环顺序点亮4、临时刹车
2、时所有指示灯同时闪烁，且警示红灯也跟着闪烁参考资料1康华光，陈大钦. 电子技术基础数字部分（第五版）M. 北京：高等教育出版社，20052谢自美.电子线路设计实验测试（第三版）M.武汉：华中科技大学出版社，20053马建国.电子系统设计 M.高等教育出版社，2003信息工程系课程设计成绩评定表学生姓名： 学号： 专业（班级）:电子信息科学与技术 课程设计题目： 汽车尾灯控制电路设计 成绩： 指导教师： 杨庆老师 2012 年 12 月 6 日 汽车尾灯控制电路设计摘要：本电路是由开关控制电路，显示驱动电路，译码电路，脉冲产生电路和三进制计数器五部分组成。由开关控制汽车的运行状态，再通过指示灯显
3、示出来。译码电路是由 3-8线译码器 74LS138 和六个非门构成的。三进制计数器则由双 JK 触发器 75LS76 构成。脉冲电路是由 555 定时器组成的。脉冲电路为三进制计数器提供时钟信号，驱动其循环输出三个状态，再和 S1 一起作为译码器的三个输入，进而得到相应的输出，最后和 S2 状态一起控制指示灯的亮灭，从而可以在显示驱动电路中看出汽车的运行状态。关键词：3-8 线译码器 74LS138、JK 触发器 75LS76、555 定时器、开关控制电路、显示驱动电路、脉冲产生电路、三进制计数器目 录1 任务提出与方案论证1.1 三进制计数电路1.2 脉冲产生电路2 总体设计2.1 尾灯与
4、汽车的运行状态2.2 总体框图设计3 详细设计及仿真3.三进制计数器3.汽车尾灯电路模块3.开关控制电路3.脉冲产生电路4 总结参考文献 1 任务提出与方案论证1.1 三进制计数电路方案一：由 D 触发器构成的三进制计数器；两个 D 触发器可由一片双 D 触发器 74LS74 芯片实现，以及 74LS00 与非门和 74LS04非门来实现此电路。方案二：由 J-K 触发器构成的三进制计数器；由于方案二中只需采用一片双 J-K 触发器 74LS76 芯片即可，电路结构简单，成本低，而方案一需要三个芯片（至少两个） ，成本较高，所以选用方案二。1.2 脉冲产生电路方案一：石英晶体振荡器；此电路的振
5、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。 方案二：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。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。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。由于汽车尾灯的点亮是给人的不同的信息及该车将要发生的动作，所以汽车的尾灯在闪烁的时候不能超过一定的频率，但是频率也不能太小，故选用方案二。用 555
6、定时器设计的一个脉冲产生源，占空比约为 50%。它产生的频率 f 约为 2HZ，然后通过计数器就能控制汽车尾灯在循环点亮的时候时间间隔约为 0.5s，这样就能让人很清楚地明白该汽车的动作以及采取相应的动作从而避免交通事故的发生。故选用方案二 2 总体设计2.1 尾灯与汽车的运行状态尾灯与汽车的运行状态可由表一表示：表一 尾灯与汽车的运行状态开关控制 左尾灯 右尾灯S1 S0运行状态D4D5D6 D1D2D30 0 正常运行 灯灭 灯灭0 1 右转弯 灯灭 按 D1D2D3 顺序循环点亮1 0 左转弯 按 D4D5D6 顺序循环点亮灯灭1 1 临时刹车 所有的尾灯及红色警示灯随时钟 CP 同时闪
7、烁2.2 总体框图设计 由于汽车左右转弯时，3 个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器控制译码器电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下，各指示灯与给定条（S1,S0,CP,Q1，Q0）的关系，即逻辑功能表如表二所示（表中 0 表示灯灭状态，1 表示灯亮状态）。表二 汽车尾灯控制逻辑功能表开关控制 三进制计数器 6 个指示灯S1 S0 Q1 Q0 D6 D5 D4 D1 D2 D3 0 0 * * 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 00 1 0 0 0 0 1 00 11 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 1 0 0 00 1 0 1 0 0
8、 0 01 01 0 1 0 0 0 0 01 1 * * CP CP CP CP CP CP由表二可画出其总体框图如图 1 所示：图 1 汽车尾灯控制电路原理框图其整体设计的电路图如图 2 所示：显示、驱动电路译码电路三进制计数器开关控制电路S0 S1尾灯电路脉冲产生电路R1.2k R21.k R31.2k 1.2K.k R51.2k R61.2k+5v12U1:A74LS04 34U1:B74LS04 56U1:C74LS04 1312U1:D74LS04 110U1:E74LS04 98U1:F74LS04123U2:A74LS0456U2:B74LS01098U2:C74LS01312
9、1U2:D74LS0123U3:A74LS0456U3:B74LS0A1B2C3E1624E35Y01514Y21332Y4150Y6977U4LS138 1098U3:C74LS012U5:A74LS0413121U3:D74LS0J4 Q15CLK1K16 Q14S2R3U7:A74LS76 J9 Q1CLK6K12 Q10S7R8U7:B74LS76+5v +5v=1123U8:A74LS136 121312U6:A74LS10R46.kR76.k+5v +5vD1LE-YELOWD2LE-YELOWD3LE-YELOWD4LE-YELOWD5LE-YELOWD6LE-YELOWD7LE
10、D-RE+5vR4 DC7Q3GND1VC8TR2 TH6CV5U95C120nF R85kR925kC29uF图 2 整体电路图3 详细设计及仿真3.1 三进制计数器三进制计数器电路图如图 3 所示：J4 Q15CLK1K16 Q14S2R3U7:A74LS76J9 Q1CLK6K12 Q10S7R8U7:B74LS76+5v +5v图 3 三进制计数器三进制计数器电路可由双 JK 触发器 74LS76 构成。其原理分析如下：JK 触发器的特征方程为： nnQKJ1由电路图可知： 10nnQKJ11100nnnJ0100则得 Q1nnnJK1101则得 Q0由以上所得公式可得三进制计数器的状
11、态表如表三所示：现态 次态Q1 Q0 Q1 Q00 0 0 10 1 1 01 0 0 0表三 三进制计数器的状态表则其状态图如下图所示：即构成了三进制计数器。3.2 汽车尾灯电路模块汽车尾灯电路如图 4 所示：图 4 汽车尾灯电路其显示驱动电路由六个发光二极管管和六个反相器构成；译码电路由 3-8 线译码器74LS138 和六个与非门构成。74LS138 的三个输入端 A2、A 1、A 0分别接 S1、Q 1、Q 0，而 Q1Q0nQ010 0 0 11 0是三进制计数器的输出端。当 S1=0、使能信号 A=G=1，计数器的状态为 00，01，10 时，74S138 对应的输出端 依次为 0
12、 有效（ 信号为“1 ”无效） ，即反相器20,Y543,YG1G3的输出端也依次为 0，故指示灯 按顺序点亮示意汽车右转弯。若上21D述条件不变，而 S1=1，则 74LS138 对应的输出端 依次为 0 有效，即反相器 G4G6654,的输出端依次为 0，故指示灯 暗顺序点亮，示意汽车左转弯。当654DG=0，A=1 时，74LS138 的输出端全为 1，G 6G1的输出端也全为 1，指示灯全灭灯；当G=0,A=CP 时，指示灯随 CP 的频率变化而闪烁。3.3 开关控制电路开关控制电路如图 5 所示：图 5 开关控制电路原理分析：设 74LS138 和显示驱动电路的使能端信号分别为 G 和 A，根据总体逻辑功能表分析及组合得 G、A 与给定条件（S 1、S 0、CP）的真值表，如表四所示。表四 S1、S 0、CP 与 G、A 逻辑功能表开关控制 CP 使能信号 S1 S0 G A0 0 * 0 10 1 *
