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1、电子技术课程设计报 告设计题目设计题目： 汽车尾灯控制系统 院院 （部）：（部）： 电气工程与自动化学院 专专 业：业： 电信工程 13-4 学生姓名学生姓名: : 李磊 学学 号号: 311308001116 指导教师指导教师: 谢东垒、徐永豪 目录目录汽车尾灯控制系统3 摘要.3 关键词.3 1 引言.4 1.1 设计任务.4 1.2 要求.4 2 汽车尾灯控制电路分析.6 2.1 汽车尾灯控制电路运行状态分析.6 2.2 电路工作整体框图.7 3 所需电路各部分设计.8 3.1 电源电路9 3.2 脉冲发生电路.10 3.3 按键控制电路.10 3.4 状态产生电路.11 3.5 按键控
2、制电路.13 3.6 译码电路和显示电路.14 4 结束语与心得体会.15 5 元器件清.16 6 参考文献.17 附件错误！未定义书签。错误！未定义书签。汽车尾灯控制系统汽车尾灯控制系统摘要摘要：汽车现今已是非常普遍的交通工具，作已大量进入人们的生活，汽车尾灯控制系统已经很常见，本次课题利用数字芯片设计一个集左转、右转和紧 急刹车的控制电路系统。关键词关键词：汽车尾灯 控制电路 译码电路 时钟电路 proteus 仿真 电路设计1 引言引言汽车现今已是非常普遍的交通工具，作已大量进入人们的生活，随着电子技术的发展，对于汽车的控制电路，也已从过去的全人工开关控制发展到了智能化控制。在夜晚或因天
3、气原因能见度不高的时候，人们对汽车安全行驶要求很高汽车尾灯控制系统给大家带来了方便。汽车尾灯控制器是随汽车智能化技术的发展而迅速发展起来的，汽车尾灯一般是用基于微处器的硬件电路结构构成，正因为硬件电路的局限性，不能随意的更改电路的功能和性能，且可靠性得不到保证，因此对汽车尾灯控制系统的发展带来一定的局限性，难以满足现代汽车的智能化发展，而本课题可解决此问题。本次的课题是基于单片机的汽车尾灯控制器，该设计课题主要由 AT89S52 单 片机为核心展开的汽车尾灯控制电路的设计方法，用发光二极管模拟汽车尾灯， 按键开关作为转弯等控制信号。通过设计汽车尾灯显示控制电路，能很好的综 合运用我们所学习到的
4、单片机、C 语言、模拟电路等知识，熟悉电子电路设计 的基本方法。在实际应用中有很多种方法来实现汽车尾灯的控制，但此次以单 片机为核心的控制电路体现出电路简单、制作方便、容易操作、可反复擦写、 性能可靠等特点。1.1 设计任务设计任务首先设计 555 定时器的脉冲产生电路，用产生的脉冲来控制 J-K 触发器构 成的三态循环电路。电源采用 12V 电压器，经整流，滤波后通过 LM317 可调电 压芯片产生稳压电源供电路使用。3.5HZ 的方波信号通过 555 定时器来实现。 双 J-K 触发器 74LS112 连接产生 00、01、10 三种状态的信号。74LS138 译码器 对三种状态进行译码，
5、最终的四输入与非门和而输入或门以及而二输入与非门 通过按键共同构成控制电路。1.2 要求要求本次设计的任务是设计、制作一个汽车尾灯显示的电路。设汽车尾部左右两侧各有 3 个指示灯（用发光管模拟），要求是： 以 555 定时器为脉冲发生电路和 74ls112 双 J-K 触发器构成的三态循环 电路为核心，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。当接通相应的开关按键时，指示灯按照指定要求闪烁。 汽车尾灯由三个电键控制，分别对应着左转、右转和刹车功能。 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
6、同时。2 汽车尾灯控制电路分析汽车尾灯控制电路分析本次设计方案主要有四个模块：脉冲发生电路、开关控制电路、三进制电路和译码驱动电路。通过把这四个模块组合连接来实现汽车尾灯控制。首先，通过 555 定时器构成的多谐振荡器产生脉冲信号，该脉冲信号用于提供给双 J-K 触发器构成的三进制计数器和开关控制电路中的三输入与非门的输入信号。其次，双 J-K 触发器构成的三进制计数器用于产生 00、01、10 的循环信号，此信号提供左转、右转的原始信号。最后，左转、右转的原始信号通过 6 个与非门以及 7410 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。得到的信号即可输出到发光二极
7、管上，实现所需功能。2.1 汽车尾灯控制电路运行状态分析汽车尾灯控制电路运行状态分析汽车尾灯控制电路，用 6 个发光二极管模拟汽车尾灯，即左尾灯（L1-L3）3 个发光二极管；右尾灯（D1-D3）3 个发光二极管。用两个开关分别控制左转弯尾灯显示和右转弯尾灯显示。当右转弯开关被打开时，右转弯尾灯显示的 3个发光二极管按右循环显示。当左转弯开关被打开时，左转弯尾灯显示的 3 个发光二极管按左循环显示。当急刹车时，6 个发光二极管闪烁。图 2.1 右转弯显示规律图图 2.2 左转弯显示规律图图 2.3 刹车显示规律图根据以上要求，要实现当右转弯开关打开时，右转弯尾灯显示的 3 个发光二极管按右循环
8、规律显示，如图 2.1；当左转弯开关打开时如图 2.2；刹车时如图 2.3。根据不同的状态，绘制汽车尾灯和汽车运行状态表如表 3-1 所示。设左转弯按键为 S0，右转弯按键为 S1，紧急刹车按键为 S3。表表 2-12-1 汽车尾灯和汽车运行状态表汽车尾灯和汽车运行状态表开关控制 行驶状态 左尾灯 右尾灯 S1 S0 L1 L2 L3 D1 D2 D3 0 1 右转弯 灯 灭 按 D1 D2 D3 顺序循环点亮1 0 左转弯 按 L1 L2 L3 顺序循环点亮灯 灭 1 1 急刹车所有的尾灯随时钟 CP 同时闪烁 图 2.42.2 电路工作整体框图电路工作整体框图译码电路按键控制电路电源电路L
9、ED 显示电路脉冲电路状态产生电路 路图 2.53 所需电路各部分设计所需电路各部分设计总体电路图：图 3.13.1 电源电路电源电路图 3.2220V 交流电经过 220V-12V 的电压器变为 12V 交流电，经过整流桥变为直流 电，通过 C1,C2 进行滤波，进入 LM317 输出 1.25V-37V 的电压。电压可以通过 滑动变阻器改变电压，最后接的 C3,C4 滤除输出产生的干扰高频信号。3.2 脉冲发生电路脉冲发生电路图 3.3根据公式,算出 555 的脉冲的频率为 3.6HZ，脉冲的频率可以2217 . 0RRCT通过改变电阻 R1、R2 的值来改变。3.3 按键控制电路按键控制
10、电路开关控制电路通过控制开关 S0和 S1的闭合与断开来实现汽车检查、左转弯、右转弯和刹车四种状态。S0、S1置于 00 状态时，汽车处于检查状态；S0、S1置于 01 状态时，汽车处于右转弯状态；S0、S1置于 10 状态时，汽车处于左转弯状态；S0、S1置于 11 状态时，汽车处于刹车状态。图 3.4开关控制逻辑表达式：3.4 状态产生电路状态产生电路图 3.5J-K 触发器的状态方程为：，需要产生 00、01、10 三个状态，nnnQKQJQ1有状态画出状态转换图。图 3.6 Q1n+1Q0n+1Q1nQ0n 0001 0110 1000 图 3.7 激励方程：011 0QQQn011
11、1QQQnnnnQKQJQ1,10QJ 10K,01QJ 11K检查自启动功能得到状态转换图图 3.821QQ0000001121QQ000000满足实验要求。3.5 按键控制电路按键控制电路图 3.9开关控制S2 S1 S0三进制计数器Q1 Q0六个指示灯1 2 3 4 5 60 0 10 00 11 01 0 0 0 0 00 1 0 0 0 00 0 1 0 0 00 1 00 00 11 10 0 0 1 0 00 0 0 0 1 00 0 0 0 0 11 0 0 cp cp cp cp cp cp 图 3.10逻辑功能表：（0 表示灯灭，1 表示灯亮）当 S0、S1 任意一个按下的
12、时候 74LS138 的使能端有效，由 J-K 触发器构成的三种状态能够输出到显示电路，当 S2 按下的时候，直接控制后边的与非门让所有的灯亮灭。3.6 译码电路和显示电路译码电路和显示电路图 3.11此电路由 74LS138 芯片和 6 个与非门，6 个反向器和发光二极管构成。74LS138 芯片简介：74138 为 3 线-8 线译码器，其工作原理如下：当一个选通端为高电平，另两个选通端为低电平时，可将地址端的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。若外接一个反向器可级联扩展成 32 线译码器，若将选通端中的一个作为数据输入端时，74138 还可以做数据分配器。4 结束语与心得体会结束语
13、与心得体会第一次连接好电路后，电路的显示结果与预期结果不太相同，不能实现计数功能，即 LED 灯不能循环点亮，通过分别检测发现，脉冲发生电路、译码电路、控制电路、显示电路都没有问题，但又不太确定 J-K 触发器是否坏了，最后到实验室经过示波器检测发现是 J-K 触发器坏了，换完后电路能正常工作。数字逻辑是电子科学与技术专业学生必修的一门专业基础课，我们进行数字电子课程设计是我们理论联系实际的最好途径，将书本上的知识利用到实际的分析解决问题中去，这样使我们更加牢固的掌握分析与设计的基本知识与理论，更加熟悉的各种不同规模的逻辑器件，掌握逻辑电路的分析和设计的基本方法，为以后的学习奠定基础。通过为期
14、一周的课程设计，基本完成了本次设计的设计要求：汽车正常运行时指示灯全灭，汽车右转弯时，右侧 3 个灯按右循环顺序点亮，车左转弯时，左侧 3 个灯按左循环顺序点亮，汽车临时刹车时所有指示灯同时闪烁。从一开始接受课程设计任务，后着手建立设计框图，再到图书馆和网上查阅相关资料，确定电路图到最终制作成型，每一步都必须认真仔细。虽然开始并不是很成功，不能实现计数功能，但在请教同学、小组讨论和经过多次检修后，终于实现了课程设计任务的全部功能。本次课程设计汽车尾灯让学生能更加深入的了解许多芯片的接法以及功能表，设计了脉冲电路，译码控制电路，双 J-K 触发器构成的三态电路，开关控制发光二极管等，将各个部分组
15、成起来设计成为汽车尾灯控制电路。5 实物展示实物展示6 参考文献参考文献1刘勇著数字电路电子工业出版社2屠其非 LED 用于汽车尾灯的展望 光源与照明 20013张庆双主编实用电子电路 200 例机械工业出版社 2005 年版4陈光梦主编数字电子学基础复旦大学出版社 2005 年 3 月5刘修文主编图解电子技术要诀中国电力出版社 2005 年 6 月版附录附录元件名称元件名称数量数量LM3171 74LS1121 74LS002 74LS042 74LS861 74LS201 NE5551 74LS1381 20K 电阻1 1K 电阻7 500 电阻3 10uf 电容2 IN40076 2200uf 电容1 0.33uf 电容1 100uf 电容1 5.1K 电位器1 100 电阻1
