中北大学课程设计说明书学 院：电子与计算机科学技术学院专 业：电子科学与技术学 生 姓 名：XXX学 号：XXXXXXXXX课程设计题目：汽车尾灯控制电路起 迄 日 期：2011年12月19日～2012年1月5日课程设计地点：电子科学与技术专业实验室指 导 教 师：XXX系 主 任：XXXX2011 年 12 月 31 日目录一、 课程设计目的二、 课程设计内容与要求三、 设计方案1、 设计原理2、 单元电路设计3、 性能测试与仿真4、 原理图与PCB电路板四、 课程设计总结五、 参考文献一、设计目的① 掌握电子电路的一般设计方法和设计流程；② 学习使用PROTEL软件绘制电路原理图及印刷板图；③ 掌握应用EWB对所设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确性二、课程设计内容与要求汽车尾部左右两侧各有3个指示灯当接通左转、右转、刹车和检查时，指示灯按照指定要求闪烁① 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② 当接通刹车电键时，汽车所有的尾灯同时闪烁③ 当接通检查电键时，汽车所有的尾灯点亮三、设计方案1. 设计原理及原理框图 汽车尾灯控制电路主要由开关控制电路，三进制计数器，译码、显示驱动电路组成。
由于汽车左转或右转时，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 首先，设置两个可控的开关，可产生00、01、10、11四种状态 开关置为00状态时，汽车处于正常检查状态； 开关置为01状态时，汽车处于右转弯的状态； 开关置为10状态时，汽车处于左转弯的状态； 开关置为11状态时，汽车处于刹车状态 三进制计数器可由74LS163芯片和74LS00构成；译码电路可用译码器74LS138和6个与非门构成；显示、驱动电路由6个发光二极管和6个反向器构成原理框图如图所示：脉冲发生电路三进制计数器 开关控制电路译码显示驱动电路 图1.1 原理框图2单元电路设计2.1 时钟脉冲电路在Multisim中CP脉冲可由DIGITAL_SOURCES直接产生，避免了用多谐振荡器时复杂的计算 图2. 1 时钟脉冲电路其产生脉冲波形如下图所示图2. 2脉冲波形图2.2 开关控制电路 开关控制电路通过控制开关K0和K1的开通于关断，实现汽车检查、左转弯、右转弯和刹车四种状态 K0、K1置于00状态时，汽车处于检查状态； K0、K1置于10状态时，汽车处于右转弯状态； K0、K1置于01状态时，汽车处于左转弯状态； K0、K1置于11状态时，汽车处于刹车状态。
译码器与显示驱动电路使能控制信号E和F,E与138译码器的使能端G1相连，F与显示驱动电路中的一个或门相连接由总体逻辑功能所知，E和F与开关K1K0,以及时钟脉冲CP之间的关系如下表所示; 表2.1 K1K0CP使能E F 理论功能表 K1 K0 CP E F 电路理论工作状态 0 0 无0 0译码器不工作，输出均为高，与非门输出为低，尾灯全亮0 1无1 1译码器在控制作用下，显示驱动取决于译码器输出，右尾灯循环点亮，左尾灯全灭1 0 无1 1译码器在控制作用下，显示驱动取决于译码器输出，左尾灯循环点亮，右尾灯全灭1 0 CP0 CP译码器不工作，输出全为高，时钟信号起作用，尾灯全部闪烁由上表求出使能控制信号E F 的逻辑表达式E = K1⊕K0 F = K1⊕K0 + CP根据E F的逻辑表达式可画出模拟控制开关，如下图所示：图2.3开关控制电路图2.3 三进制计数器汽车左或右转弯时由于是三个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器控制译码电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求电路，由此得出在每种运行状态下，各指示灯与各给定条件的关系，即逻辑功能表：（0表示灯灭，1表示灯亮） 表2.31三进制计数器功能表开关控制K0 K1三进制计数器Q1 Q0六个指示灯L1 L2 L3 R1 R2 R3 0 0 X X1 1 1 1 1 10 10 00 11 00 0 0 1 0 00 0 0 0 1 00 0 0 0 0 11 00 00 11 11 0 0 0 0 00 1 0 0 0 00 0 1 0 0 01 1X Xcp cp cp cp cp cp此计数器由74LS163芯片主要构成，74LS163计数功能简介：其计数是同步的，靠CP同时加在四个触发器上而实现的，当CTp和CTt均为高电平时，在CP上升沿作用下Q0-Q3同时变化，从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。
对于74LS163，只有当CP为高电平时CTp和CTt才允许高至低电平的跳变，而与CP无关计数器电路图如下图所示：图2.4三进制计数器电路图2.4 译码、显示驱动电路 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下图为其引脚图和真值表： 表2.41 74LS138真值表 图2.5引脚图 译码、显示驱动电路图如下图所示；图2.6 译码、显示驱动电路图完整电路如下图所示：图2.7 完整电路图3 性能测试与仿真3.1 利用IN Multisim11.0进行测试与仿真当汽车正常行驶时，K1K0处于00状态，指示灯点亮，仿真结果如图所示：图3. 1检查时电路仿真图测得仿真波形如下图所示：图3.2检查时左尾灯仿真波形图图3.3检查时右尾灯仿真波形图当汽车右转时，看K1K0处于01状态，LED4、LED5、LED6循环点亮，仿真电路图如下图所示：图3. 4右转弯时电路仿真图仿真波形如下图所示：图3. 5右转弯时左尾灯仿真波形图图3. 5右转弯时右尾灯仿真波形图当汽车左转，K1K0处于10状态，LED1、LED2、LED3循环点亮，仿真电路图如下图所示：图3. 7左转弯时电路仿真图仿真波形如下图所示：图3. 8左转弯时左尾灯仿真波形图:图3. 8左转弯时右尾灯仿真波形图当汽车刹车时，K1K0处于11状态，六盏灯同时闪烁，仿真电路图如下图所示：图3.10汽车刹车时电路仿真图仿真波形图如下图所示： 图3.11刹车时左尾灯仿真波形图 图3.11刹车时右尾灯仿真波形图4、 Protel 99SE 原理图（SCH）和印制电路板（PCB）4.1 原理图（SCH）4.2 布线图4.3 电路板（PCB）四、结论 汽车尾灯控制电路时一种应用极为广泛的设备，具有良好的性价比。
整个电路主要由四部分组成：包括时钟脉冲发生源产生时钟脉冲电路、三进制计数器、开关控制电路、译码与显示驱动电路 由以上仿真结果，可以看出本次设计从总体框图设计到具体单元电路的设计都符合工程设计流程，基本做到理论与实践的结合但在切换状态时有一定的延时，可能由于线路中经过较多芯片，而芯片的响应速度不一致，而导致信号的传输延时本电路采用的都是简单且常见的元器件，价格相对便宜，性能基本符合设计要求产生的时钟信号也比较准确，但总体还存在一些不足，所以只适用于技术要求不是分严格的电路五、参考文献1、童诗白．模拟电子技术基础．北京：高等教育出版社，20022张建华．数字电子技术．北京：机械工业出版社，2004 3、陈汝全．电子技术常用器件应用手册．北京：机械工业出版社，20054、毕满清．电子技术实验与课程设计．北京：机械工业出版社，20055、潘永雄．电子线路CAD实用教程．西安：西安电子科技大学出版社，20026、张亚华．电子电路计算机辅助分析和辅助设计．北京：航空工业出版社，2004 。