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1、 WuHan Polytechnic University&Commercial College论文题目：汽车尾灯控制器的设计姓名：赵赟学号：班级：01班年级：2008级专业：电气工程及其自动化系部：信息工程系指导教师：赵庆完成时间：2012年4月10日2011年 11 月 20 日武汉工业学院工商学院本科毕业论文（设计）告书作者声明本毕业论文（设计）是在导师的指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。因本毕业论文（设计）引起的法律结果完全由本人承担。毕业论文（设计）成果归武汉工
2、业学院工商学院所有。特此声明。作者专业：电气工程及其自动化作者学号：作者签名：赵赟 2012 年4 月10日 目录目录。.-1-电路设计简洁。-2-一设计任务。-2-二设计要求。三设计方案。四数字电路。五控制电路。六整体电路工作原理。七运用protel设计电路。八九十十一.参考文献。1. 综 述本课题要求设计一个汽车尾灯的控制电路。该电路是用于反映汽车在运行时的状态，汽车尾部左右两侧各有3个指示灯。当接通左转、右转、刹车和正常行驶时，指示灯按照指定要求闪烁。假设汽车尾灯左右两侧各有三个指示灯（用发光二极管模拟），要求是：汽车正常远行时指示灯全灭；右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；左转弯
3、时左侧三个指示灯按左循环顺序点亮；临时刹车时所有指示灯同时闪烁。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触发器和刹车时的输入信号。触发器用于产生三进制的的循环信号，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与门，实现与刹车左、右转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。设计本电路是考虑了三种以上的设计方案。这几种方案的不同在于产生三
4、进制计数器。理论部分已用Multisim7软件进行仿真，并且达到设计要求。2. 方案设计与分析汽车尾部左右侧各3个灯，实现以下四个状态：A：正常运行，左右指示灯闪烁3s汽车才运行；B：左转弯，左侧3灯按左循环依次点亮；C：右转弯，右侧3灯按右循环依次点亮；D：刹车时6个灯随同脉冲闪烁，亮0.5s灭1s。方案一：该方案通过74LS160或74LS161计数器构成能产生00、01、10三种状态循环的信号。方案二：通过双 J-K 触发器 74LS76来产生00、01、10的三种状态信号方案三：通过D触发器产生00、01、10的三种状态信号 方案四：通过T触发器产生00、01、100的三种状态信号第一
5、种方案非常简单，但是该方案在模拟时发现，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。所以不推荐使用，相对的是第二种方案，效果是最好的，但设计起来比较复杂，需要极大的细心和耐心，最后决定采用第三种方案，设计的复杂程度适中，而且达到了预期的设计目的3电路设计框图及功能描述555计时器3电路设计框图及功能描述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右转原始信号左转右转转向信号与刹车、行驶信号分拣电路分拣后的左转右转信号刹车正常行驶电键发光二极管表3.1系统框图表3.2 尾灯与汽车运行状态表 开关控制运行状态左尾灯右尾灯D4D5D6D1D2D3OO正常运行灯亮3s
6、灯亮3sO1右转弯灯灭按D1D2D3顺序循环点亮1O左转弯按D4D5D6顺序循环点亮灯灭11临时刹车所有的尾灯随时钟CP同时闪烁，亮0.5s灭1s电路组成及工作原理：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。2个D触发器用于产生三端输出的00、01、10的循环信号经过74LS138译码器，将信号转换为左转、右转的原始信号，这部分电路起到信号分拣的作用。左转、右转的原始信号通过6个与门以及非门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。 控制电路主要是将电路的
7、四个状态分离出来，以产生不同的工作状态。最终使电路能够得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需功能。4电路原理设计及参数计算 译码电路显示驱动 电路三进制计数器开关控制电路 4.1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： G故电路的震荡周期为震荡频率为,经过计算，这里选择=2.28K欧姆，=6K欧姆，C=100u法拉，则输出信号为1兹（周期为1秒）图4.1.1对其进行调试如图：图4.1.24.2 D触发器逻辑电路：由于汽车左或右转弯时 , 三个指示灯循环点亮 , 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
8、态下，各指示灯与各给定条件 (SI 、S0 、 CP 、 Q1 、 Q0 )的关系 , 即逻辑功能表如表4.2.1所示 ( 表中0表示灯灭状态 ,1表示灯亮状态 )开关控制三进制计数器六个指示灯S1S0Q1Q0D6D5D4D1D2D3OOOOOOOOOOOOO1OOO1O1OOOO1O1OOOOOO1OOOO1OOO1OO1O1OOOO1O1OOOOO11CPCPCPCPCPCP 其状态图如下图所示，在初始状态时为00，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11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
9、中的。11100100 图4.2.1状态转换图完成D触发器的组装并对其进行仿真，用LED对起进行检测发现用与门进行仿真结果与设计目的不一致，对起进行分析得出出现冒险-竞争现象，即用与非门和反相器进行替换问题得到很好的解决。图4.2.2状态转换实际电路汽车尾灯电路如表4.1所示，74LS138 的三个输入端、分别接 、，而是三进制计数器的输出端。当 =0，使能信号 A = G = 1， 计数器的状态为 00，01，10 时，74LS138 对应的输出端、 依次为 0 有效（、信号为 “1”无效），即反相器 G1-G3 的输出端也依次为 0，故指示灯 D1 D2 D3 按顺序点亮示意汽车右转弯。若
10、上述条件不变，而 =1，则 74LS138 对应的输出端 、依次为0有效，即反相器 G4-G6 的输出端依次为 0，故指示灯D4 D5 D6 按顺序点亮，示意汽车左转弯。当 G = 0，A = 1 时，74LS138 的输出端全为1，G6-G1 的输出端也全为1， 指示灯全灭； 当G = 0,A = CP 时，指示灯随 CP 的频率闪烁。4.3左转右转控制电路：用译码器及逻辑电路来实现。A、B、C是译码器的输入端，C是高位输入，B、A依次，当 C为高电平有效时驱动、（右转）；而C为低电平时驱动、（左转）。、是译码器的输出端 图4.3.14.4刹车和正常行驶控制电路：表4.4开关控制逻辑图开关控
11、制CP使能信号GAOOO1O1111O1111CPOCP对于开关控制电路，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 (S1、S0、CP) 的真值表，如表4.4所示。由表4.4经过整理得逻辑表达式： 由上式得开关控制电路,如图 4.4 所示。 图4.4开关控制电路5.最后电路原理图总体电路如图5-1所示，将电路接通后，分别根据要求输入符合要求的脉冲，观察到了汽车尾灯的控制现象。电路原理图如下：图5.1结论汽车尾灯控制电路是一种应用极为广泛的设备，具有极好的性价比。在进行设计的过程中，发现整个电路的结构并不是太复杂。整个
12、电路主要由四部分组成：时钟脉冲发生器，触发器，逻辑控制门及发光管驱动电路。其中，时钟脉冲发生器在电路中有极重要的作用，能够通过计算得到需要的脉冲，使其发出不同的频率产生不一样的脉冲。这样才能使电路更好的工作，是控制发光管的一项主要装置之一。而在这之中，如何设置电容和电阻就显得至关重要。其次，准确地设定逻辑控制门也很重要，直接决定了变色发光管能否正常工作以及能否达到设计的要求。再次，对脉冲分配器的选择也起着很大作用。在设计的过程中应该本着元件通用化，成品化，以满足大规模生产的要求，以便在日后产品的更新维护能够更好的方便的进行。同时也要尽量减少设计过程中竞争冒险现象出先的概率。使产品在使用过程中能够稳定的运行，达到良好的无故障率。在焊接的过程中要保证焊接坚固，防止在实验的过程中出现短路或开路状态，来减少实验中的不稳定现象的出现。我明白了在进行设计是要尽量的避免使用与门，而多用与非门和非门来代替与门。这样能尽量的减少电路中出现冒险竞争现象，是设计出来的电路能够更加稳定的运行。课程设计体会一周的课程设计很快就结束了，总的说来收获不小，不能说设计的过程中是一帆风顺的，开始时是设计阶段也没太在意，后来到动手的时候觉得遇见了好多没想到的问题，平时在书本上划的很熟练的一些电路，当拿到Multisi
