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1、 Protel应用课程设计课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 信息工程学院 题 目: Protel应用课程设计汽车尾灯控制器设计 初始条件： （1） （1）可选元件：74LS系列芯片、555定时器、发光二极管、电阻、电容、电键若干；+5V直流电源（2）可用仪器：示波器，万用表，毫伏表（3）仿真软件：Protel 99SE要求完成的主要任务: （1）（1）使用protel制作汽车尾灯控制器的电路原理图（2）使用protel制作汽车尾灯控制器的PCB图 （3）使用protuse进行电路仿真设计时间安排：（1）第1-3周：选题及任务安排。（2）第4-10周：方案选择及设计。
2、（3）第11-16周：仿真及PCB制作（鉴主13楼计算机实验室）。（4）第17-18周：撰写报告及答辩。指导教师签名： 年 月 日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日whut Protel应用课程设计摘要本系统利用74系列芯片、555定时器、JK触发器、电阻和电容对输入的汽车行进情况信号进行控制，再进行译码,输出相应信号，同时采用时钟信号，控制电路的驱动部分，最后由发光二极管模拟汽车尾灯显示各种情况下的灯亮情况。本课程设计根据计算机中状态机原理，采用EDA技术设计了简易的汽车尾灯控制器。系统设计采用自顶向下的设计方法，顶层设计采用原理图设计方式，它由时钟分频模块、汽车尾灯主控模块，左边灯控制
3、模块和右边灯控制模块四部分组成。系统实现采用硬件描述语言VHDL把系统电路按模块化方式进行设计，然后进行编译、时序仿真等。本文详细地介绍了整个设计流程。关键字： 汽车尾灯 74系列 信号 灯亮 ABSTRACTThe system uses 74 series chip, 555 timer, JK flip-flop, resistors and capacitors on the input signal of the auto road to control the situation, further decoding, the corresponding output signal,
4、 at the same time using the clock signal, the drive control circuit part, and finally by the Simulation of automotive LED taillights, a variety of situations show that the case lights. The curriculum design of state machine in accordance with the principle of the computer, using a simple technical d
5、esign EDA car taillight controller. System design using top-down design methodology, the use of top-level design schematic design, which is the clock frequency modules, automotive taillights control module, the left and right lamp control module control module lights composed of four parts. System u
6、sing VHDL hardware description language circuit in accordance with the systems approach to modular design, and then proceed to compile, such as timing simulation. This article describes in detail throughout the design process. Keywords: auto lamps lights 74 light series目 录1汽车尾灯控制器设计目的和任务11.1设计目的11.2
7、设计任务12 PROTEL软件简介22.1 PROTEL 99 SE的系统组成22.2 PROTEL 99 SE的功能特性33 汽车尾灯控制器原理分析43.2系统框图43.3单元电路设计与分析54 PROTEL原理图绘制94.1准备画图94.2载入元器件原理图符号库104.3原理图放置元件114.4连接电路114.5电气法则测试125 PCB板制作145.1由原理图生成网络表145.2创建PCB文件145.3导入元器件145.4元器件的布局与布线156 PROTUSE仿真167 PROTEL设计总结17参考文献17附录18III武汉理工大学Protel课程设计汽车尾灯控制器设计 1汽车尾灯控制
8、器设计目的和任务1.1设计目的 学习并掌握Protel电子电路设计软件使用方法。设计具有以下功能的电路：设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯，汽车运行时具有如下模式： 汽车正常行驶时，左右两侧的指示灯全部处于熄灭状态。 当汽车右转弯时，右侧的3个指示灯按右循环顺序点亮。 当汽车左转弯时，左侧的3个指示灯按左循顺序点亮。 临时刹车时，所有的指示灯同时闪烁。熟练地掌握数字模拟电路的综合运用。熟练地掌握PCB设计的流程，并应用。1.2设计任务3 汽车尾灯控制器原理分析 经过以上所述的设计内容及要求的分析，可以把电路分为开关控制电路，即控制汽车左、右转状态的模式控制电路和汽车尾灯译码、显示、驱动等各部分电
9、路。以下就这几个部分对电路进行分析和设计：3.1尾灯状态与运行状态关系根据设计要求可知，汽车尾灯要有四种不同的运动状态，因此需要有4中不同的显示模式，为了能够一一区分它们，可以设置2个状态控制变量，假定用开关 K1 和K2 进行显示模式、控制，根据设计相关要求可列出汽车尾灯相识状态和运行状态的关系，如表1所示: 控制K2、K1 运行状态 右尾灯L1、L2、L3 左尾灯L4、L5、L60 0白天正常行驶灯灭灯灭0 1右转弯按L1、L2、L3顺序循环亮灯灭1 0左转弯灯灭按L4、L5、L6顺序循环亮1 1临时刹车或夜间正常行驶L1、L2、L3、L4、L5、L6随时钟脉冲闪烁 表1 汽车运行状态表3
10、.2系统框图在分析了以上功能原理后，由设计的基本要求可知，整个电路包括以下几部分：开关控制电路，三进制计数器，译码与显示驱动电路，尾灯状态显示电路，秒脉冲产生电路。需要一计数电路用于产生三端输出的001、010、100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。左转右转控制电路控制尾灯点亮模式，是闪烁，顺次点燃，还是熄灭。综上所述，可以得到了整个系统的方框图。3.3单元电路设计与分析3.3.1开关控制电路设74LSl38和显示驱动电路的使能端信号分别为G和A，根
11、据总体逻辑功能表分析及组合得G、A与给定条件(K2、K1、CP)的真值表，如表3所示： 开关控制 使能信号 K2 K1 CP G A 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1表3 K2、K1、CP与 G、A逻辑功能真值表 由表3 经过整理得逻辑表达式 G= A= 由上式得开关控制电路. 3.3.2三进制计数器三进制计数器电路可根据表2由双JK触发器74LS76构成，去控制译码器的A1A0。此电路结构简单，成本较低，选用此方案。3.3.3译码与显示驱动电路 译码与显示驱动电路的功
12、能是：在开关控制电路输出和三进制计数器状态的作用下，提供6个尾灯控制信号，当译码驱动电路输出的控制信号为低电平时，相应指示灯点亮。因此，译码与显示驱动电路可用74LS138(其功能表如表4所示)、6个与非门和6个反相器构成。译码器74LS138的输入端C、B、A分别接K1、Q1、Q0。当G=F=1、K1=0时，对于计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯L1、L2、L3对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯L1、L2、L3依次顺序点亮，示意汽车右转弯；当G=F=1、K1=1时，对于计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯L4、L5
13、、L6对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯L4、L5、L6依次顺序点亮，示意汽车左转弯；当G=0，F=1时，译码器输出为全1，使所有指示灯对应的反相器输出全部为高电平，指示灯全部熄灭；当图中G=0，F=cp时，所有指示灯随cp的频率闪烁。实现了4种不同模式下的尾灯状态显示。3.3.4 秒脉冲产生电路由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搞，输出驱动电流大，功能灵活，又频率受电压和温度影响很小。即此多谐振荡器的震荡频率稳定。3.4 典型芯片分析图3 71LS138引脚图 表4 3线-8线译码器74LS138的功能表 无论从逻辑图还是功能表我们都可以看到74LS138的八个输出引脚，任何时刻要么全为高电平1芯片处于不工作状态，要么只有一个为低电平0，其余7个输出引脚全高电平1。如果出现两个输出引脚同时为0的情况，说明该芯片已经损坏。71LS138有三个附加的控制端、和。当、时，输出为高电平（S1），译码器处于工作状态。否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平，如表4所示。这三个控制端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可
