汽车尾灯控制电路

1电子技术课程设计任务书1．课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：汽车尾灯控制器设计1、设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二极管模拟）。（1）汽车正常运行时指示灯全灭（2）汽车右转弯时，右侧3个灯按右循环顺序点亮（3）汽车左转弯时，左侧3个灯按左循环顺序点亮（4）汽车临时刹车时所有指示灯同时闪烁2、主要器件（不限，供参考）74LS194、74LS00、555、LED发光二极管等2电子技术课程设计任务书2．对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件选择要有计算依据。3．主要参考文献：[1]谢自美。电子线路设计、实验、测试[M]华中理工大学，2001[2]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社，1997[3]毕满清.电子技术实验与课程设计[M].北京：机械工业出版社，1995[4]陈明义.电工电子技术课程设计指导[M].长沙：中南大学出版社，2002[5]陈永甫.新编555集成电路应用800例[M].北京：电子工业出版社2000[6]．课程设计工作进度计划：序号起止日期工作内容12011-1-3布置任务，教师讲解设计方法及要求22011-1-4学生查找阅读资料，并确定方案32011-1-5学生设计小组会议，讨论方案42011-1-6~11设计、仿真实验52010-1-12~13写说明书，小组讨论62010-1-14答辩指导教师苏泽光日期：2010年12月日3目录引言..............................................11设计方案...............................................21.1汽车尾灯电路实际设计要求......................................21.2设计原理及原理框图............................................22单元电路设计...........................................22.1时钟脉冲电路..................................................22.2开关控制电路..................................................42.3三进制计数器..................................................52.4译码、显示驱动电路.............................................63性能测试与仿真.........................................73.1仿真软件的简单介绍.............................................73.11Protel99SE简单介绍..........................................73.12INMultisim10简单介绍........................................83.2利用Multisim仿真与测试........................................93.3原理图（SCH）和电路板（PCB）..................................144结论...................................................15参考文献...............................................17摘要汽车行驶时会有正常行驶、左转弯、右转弯和刹车四种情况，针对这四种情况4可以设计出汽车尾灯控制电路来表示这四种状态，其中包括时钟脉冲电路、开光控制电路、三进制计数器以及译码、显示驱动电路。本设计通过NIMultisim10实验仿真软件对电路进行仿真，并借助Protel99SE将电路原理图制成PCB电路板。关键字：汽车尾灯时钟脉冲三进制计数器汽车行驶情况引言汽车尾灯是汽车的主要部分，在我们的生活中不可缺少，正是有了它才是我们的交通得以正常进行。现在社会上出现交通事故的比例很高除了自身原因外，汽5车尾灯也发挥着主要的作用，尾灯的指示灯按正常指定闪烁将会避免很多事故的发生。汽车尾灯控制电路是数字电路在交通控制电路中的典型应用，在日常生活中有着广泛的应用，本设计基本上模拟了汽车运行过程中的实际状况，一般有左右各三个灯，当人们看到灯不同形式的亮灭闪烁时，就会知道驾驶员的操作意图，即行驶、左转、右转及刹车。本设计将借助Protel99se和NIMultisim10仿真。1设计方案1.1汽车尾灯电路设计要求6汽车行驶时有正常行驶、左转、右转和刹车四种情况，设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二极管模拟）。（1）汽车正常运行时指示灯全灭（2）汽车右转弯时，右侧3个灯按右循环顺序点亮（3）汽车左转弯时，左侧3个灯按左循环顺序点亮（4）汽车临时刹车时所有指示灯同时闪烁1.2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，汽车处于正常行驶状态；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：图1.1原理框图2单元电路设计2.1时钟脉冲电路555定时器简介：555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发电路和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器A1的反向输入端的电压为2/3Vcc,A2的同相输入端的电压为1/3Vcc,若触发输入端TR的电压小于1/3Vcc,则比较器A2的输出为1，，可使RS触发置1。，使输出端OUT为1。如果阙值输入端TH的电压大于2/3Vcc，同时脉冲发生电路三进制计数器译码显示驱动电路开关控制电路7TR电压大于1/3Vcc，则A1输出为1，，A2输出为0，，可将RS触发器置0，可使输出为0电平。下图为555定时器内部结构与引脚图：图2.1内部结构结构图图2.2引脚图如图为由555定时器构成的多谐振荡器。接通电源后，电容C被充电，Vc上升，当Vc上升到2/3Vcc时，触发器被复位，此时Vo为低电平，电容C通过R2和T放电，使Vc下降。当Vc先讲到1/3Vcc时，触发器又被复位，Vo翻转为高电平。周期T为：T=（R1+2R2）Cln2≈0.7(R1+2R2)C=0.7(28.6K+56.7K×2)×10nF=0.994us这样，通过电容充放电时间，使多谐振荡器产生时钟信号。图2.3时钟脉冲电路时钟脉冲波形如下图所示：8图2.4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J1和J2的开通于关断，实现汽车正常行驶、左转弯、右转弯和刹车四种状态。J1、J2置于00状态时，汽车处于正常行驶状态；J1、J2置于01状态时，汽车处于右转弯状态；J1、J2置于10状态时，汽车处于左转弯状态；J1、J2置于11状态时，汽车处于刹车状态。图2.5开关控制电路图2.3三进制计数器9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J1J2三进制计数器Q1Q0六个指示灯12345600000000010001101000000100000010001000011100010000001000000111cpcpcpcpcpcp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。74LS163的引脚图及真值表：表2.3274LS163真值表图2.674LS163引脚图计数器电路图如图所示：10图2.7三进制计数器电路图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2.4174LS138真值表图2.8引脚图译码、显示驱动电路图如下图所示；11图2.9译码、显示驱动电路图3性能测试与仿真3.1Protel99SE和NIMultisim10仿真软件的简单介绍3.11Protel99SE的简单介绍Protel99SE按照系统功能划分主要包含以下两大部分和6个功能模块。电路工程设计部分(1)电路原理设计部分（AdvancedSchematic99）：电路原理图设计部分包括电路图编辑器（简称SCH编辑器）、电路图零件库编辑器（简称Schlib编辑器）以及各种文本编辑器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路原理图；更新和修改电路图零件库；查看和编辑有关电路图和零件库的各种报表。（2）印刷电路板设计系统（AdvancedPCB99）：印刷电路板设计系统包括印刷电路板编辑器（简称PCB编辑器）、零件封装编辑器（简称PCBLib编辑器）和电路板组件管理器。本系统的主要功能是：绘制、修改和编辑电路板；更新和修改零件封装；管理电路板组件。12（3）自动布线系统（AdvancedRoute99）：本系统包含一个基于形状（Shape-based）的无栅格自动布线器，用于印刷电路板的自动布线，以实现PCB设计的自动化。电路仿真与PLD部分（1）电路模拟仿真系统（AdvancedSIM99）：电路模拟仿真系统包含一个数字/模拟信号仿真器，可提供连续的数字信号和模拟信号，以便对电路原理图进行信号模拟仿真，从而验证其正确性和可行性。（2）可编程逻辑设计系统（AdvancedPLD99）：可编程逻辑设计系统包含一个有语法功能的文本编辑器和一个波形编辑器（Waveform）。本系统的主要功能是；对逻辑电路进行分析、综合；观察信号的波形。利用PLD系统可以最大限度的精简逻辑部件，使数字电路设计达到最简化。（3）高级信号完整性分析系统（AdvancedIntegrity99）：信号完整性分析系统提供了一个精确的信号完整性模拟器，可用来分析PCB设计、检查电路设计参数、实验超调量、阻抗和信号谐波要求等。3.12NIMultisim10的简单介绍NIMultisim10仿真软件适用于板级的模拟/数字电路板的设计。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。NIMultisim10具有较为详细的电路分析功能，可以完成电路的瞬态和稳态分析、时域和频域的分析、器件的线性和非线性分析等功能