汽车尾灯的设计

目录第一章设计任务书第二章系统分析第三章单元电路的设计第四章汽车尾灯总电路图第五章汽车尾灯PCB图第六章仿真电路第七章电路调试第八章元件清单第九章设计体会1第一章：设计任务书本课题设计一个汽车尾灯的控制电路。该电路由两个开关的四种状态控制，分别对应着全灭、左转、右转、刹车。假设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二极管模拟）a.汽车正常运行是指示灯全亮灭；b.右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；c.左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮；d.临时刹车时所有指示灯同时闪烁。列出尾灯与汽车运行状态表,如下表1.1：表1.1尾灯和汽车运行状态关系表开关控制运行状态左尾灯右尾灯S1S0D4D5D6D1D2D300正常运行灯灭灯灭01右转弯灯灭按D1D2D3顺序循环点亮10左转弯按D6D5D4顺序循环点亮灯灭11临时刹车所有的尾灯随时时钟CP同时闪烁2第二章：系统分析1：设计总框图由于汽车左右转弯时，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态下，每个指示灯与给定条件（S1、S0、CP、Q1、Q0）的关系，即逻辑功能表如表2.1所示（表中0表示灯灭状态、1表示灯亮状态）。表2.1汽车尾灯控制逻辑功能表2．系统方案的选择设计本电路，我们采用双JK触发器74LS76构成三进制计数器。译码电路由3-8线译码器74LS138和6个与非门构成。用555定时器构成的多谐振荡器产生输出信号为1赫兹。3：电路的工作原理设计本电路，我们采用双JK触发器74LS76构成三进制计数器。译码电路由3-8线译码器74LS138和6个与非门构成。用555定时器构成的多谐振荡器产生输出信号为1赫兹。开关控制三进制计数器六个指示灯S1S0Q1Q0D6D5D4D3D2D1010001100000010000100001001000011010000001000000100011//CPCPCPCPCPCP3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JK触发器和刹车时的输入信号。三进制计数器电路可有双JK触发器74LS76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或门，实现与刹车、检查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。4第三章：单元电路的设计1：时钟电路方案一：用555芯片构成多谐震荡器产生时钟。时钟脉冲产生电路用一片555定时器构成多谐振荡器，设计脉冲周期为1s,其计算公式为：T=ln2(R1+2R2)C=（470000+2*500000）*10-6*0.7=1.029，以此信号作为的CP555电路图5波形图如下：由图可知:T=T2—T1=5.5233—4.5426=0.9807S,与理论值存在一定误差，由波形图也可看出，波形并不是很工整。方案二：利用单片机内部资源的定时器产生时钟（略）62：三进制计数器电路方案一：三进制计数器我们用JK触发器构成。JK触发器的特性方程：1nnnQJQKQ（CP下降沿有效）连线图如下：仿真图如下：由上图可见Q1，Q0按00，01，11三种状态输出。7方案二：计数器选用集成电路74LS163进行设计较简便。74LS163是4位二进制同步计数器，它具有同步清零、同步置数的功能。74LS163的外引线排列如图所示，其功能表如表2所示。图中,CR是低电平有效的同步清零输入端，LD是低电平有效才同步并行置数控制端,CTP,CTT是计数控制端,CO是进位输出端，D0～D3是并行数据输入端，Q0～Q3是数据输出端。。图：74LS163的外引线排列图CT74LS163功能表|83：汽车尾灯电路汽车尾灯电路如图所示，其显示驱动电路由6个发光二极管和6个反相器构成；译码电路由3-8线译码器74LS138和6个与非门(由74LS00芯片)构成。74LS138的三个输入端A，B，C分别接、Q0，Q1，S1，而Q1、Q0是三进制计数器的输出端，当S1=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Y0、Y1、Y2依次为0有效（Y3，Y4，Y5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转弯。若上述条件不变，而S1=1，则74LS138对应的输出端Y4、Y5、Y6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的输入端全为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94.开关控制电路开关控制电路，设74LS138和显示驱动电路的使能端信号分别为G和A，概括总体逻辑功能分析及组合得G、A与给定条件的真值表，如表所示。表S1、S0、CP与G、A逻辑功能表由表过整理得逻辑表达式为G=S1⊕S0___________________________________________A=S1S0+S1S0CP=S1S0·S1S0CP由上式得开关控制电路，如图所示。开关控制CP使能信号S1S0GA00×0101×1110×1111CP0CP10由以上分析可得出总体框图，如图所示：如图：设计总体框图11第四章：汽车尾灯总电路12第五章：PCB图13第六章：仿真电路14第七章：电路调试电子安装完毕，通常不宜急于通电，先要认真检查一下。检查内容包括：检测的方法通常有两种方法：(1)连线是否正确这种方法的特点是，根据电路图连线，按一定顺序一一检查安装好的线路，由此，可比效容易查出错线和少线。按照实际线路来对照原理图电路进行查线(2)这是一种以元件为中心进行查线的方法。把每个元件引脚的连线一次查清，检查每个去处在电路图上是否存在，这种方法不但可以查出错线和少线，还容易查出多线。(3)为了防止出错，对于已查过的线通常应在电路图上做出标记，最好用指针式万用表“欧姆1”档，或用数字万用表的“二极管档”的蜂鸣器来测量元器件引脚，这样可以同时发现接触不良的地方。(4)元器件的安装情况(5)检查元器件引脚之间有无短路；连接处有无接触不良；二极管的极性和集成元件的引脚是否连接有误。(6)电源供电，信号源连接是否正确。(7)电源端对地是否有短路的现象。(8)在通电前，断开一根电源线，用万用表检查电源端对地是否存在短路。若电路经过上述检查，并确认无误后，就可以转入调试。2.调试过程中遇到的问题及解决方法：1：静态调试交流，直流并存是电子电路工作的一个重要组成特点。一般情况下，直流为交流服务，直流是电路工作的基础。因此，电子电路的调试有静态调试和动态调试之分。静态调试过程。例如，通过静态测试模拟电路的静态工作点，数字电路的各输入端和输出端的高低电平值及逻辑关系等，可以及时发现已经损坏的元器件，判断电路工作情况，并及时调整电路参数，使电路工作状态符合设计要求。对照原理图，用万用电表一一检查线路的各个接口是否接通，有无短路、断路或漏接现象，如果有，应及时改好电路。15对照原理图，检查芯片的引角是否接正确。检查芯片的VCC和GND是否接好。2：动态调试动态调试是在静态调试的基础上进行的。调试的方法是在电路的输入端接入适当频率和幅值的信号，并循着信号流向逐级检测各有关点的波形，参数和性能指标。发现故障现象，应采取不同的方法缩小故障范围，最后设法排除故障。测试过程中不能凭感觉和印象，要始终借助仪器观察。使用示波器时，最好把示波器的信号输入方式置于“DC”挡，通过直流耦合方式，右同时观察被测信号的交，直流成分。通过调试，最后检查功能块和整机的各种指标是否满足设计要求，如必要，再进一步对电路参数提出合理的修正。在进行完上述检查后。通电进行调试。用万用表检查两块芯片的VCC和GND，看是否有电压。是不和输入的电压一致。在确保芯片处于工作状态后，在录音机接口处，输入一个信号，用示波器沿着只许信号在走向，一路测量，把测得波形和输入信号的波形对比。一级一级的测量，如果发现不对，再认真查线路，如果线路一定是对的。那有可能是芯片出了故障而不能正常工作。可以换一个芯片试。如果换上新芯片后，工作正常，说明原来的芯片是坏的。就这样一点一点的的调试，直到调试成功为止。3：烧毁在电路测试阶段由于没有保护措施，所用的74LS32上面的四个或门有一个被烧毁了，由于当时还不知道，所以查了好久才发现问题所在，解决方法是用适当的电阻进行保护。4：虚焊这是焊接过程中经常遇到的问题，如果不加以纠正将使电路无法工作，而且这个问题很难检查出来，也只能利用万用表检查，我们刚发现是由于接上电路发现发光二极管是一直点亮的，后来发现是由于一16个焊点虚焊导致或门的一端输入为接空引起的。第八章：元件清单74LS系列芯片：74LS1381个74LS002个74LS861个74LS101个74LS761个74LS042个定时器：5551个电阻：200Ω6个500kΩ1个470kΩ1个3.3kΩ2个电容;1.0μF1个10nF1个发光二极管6个拨动开关2个17第九章：设计心得体会本次课程设计收获很大，开始设计时感觉没什么难的，后来到动手的时候觉得遇见了好多没想到的问题，然后一个一个的解决，我想这也是最吸引我们的地方，当真正投入时才发现乐在其中。在方案的选择中，我们选择了用JK触发器构成三进制计数器电路，去外面跑了多次也没有找到JK触发器74LS76芯片。在Protel中制PCB板的时候，开始做单面板，线很多，走不通，又该为双面板。当制好的那一刻，我感到无比的欣慰。在制板的当中，我学会了PCB中没有学会的东西。虽然我们没做实物，但我们通过EWB仿真，出现了我预料的结果，说明了电路没问题，证明了理论的正确。这次课程设计，虽然短暂。但却是我们第一次的自主合作的设计电路。以前书本上的内容第一次完完全全的在实际中实现。在设计过程中，遇到了书本中不曾学到的情况。同时，由于是三人合作制作，是我们学到在将来大规模电路设计中，团体协作是多么的重要。最后，感谢老师为我们提供这次的实习机会和悉心的指导