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1、沈阳航空工业学院课 程 设 计 任 务 书课 程 名 称 数字电子技术课程设计 院（系） 计算机学院 专业 班级 学号 姓名 课程设计题目 简易轿车尾灯控制电路的设计 课程设计时间: 2011 年 7 月 11 日 至 2011 年 7 月 24 日课程设计的内容及要求：一、设计说明设计一个简易轿车尾灯控制电路，假设轿车尾灯左右两侧各有3个指示灯（可用发光二极管代替）。二、技术指标1轿车右转时，右侧3个指示灯右循环顺序点亮；2轿车左转时，左侧3个指示灯左循环顺序点亮；3轿车正常行驶时，尾灯全部熄灭；4轿车刹车时，所有指示灯同时闪烁。三、设计要求1在选择器件时，应考虑成本。2根据技术指标，通过分
2、析计算确定电路和元器件参数。3画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。四、实验要求1根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。2进行实验数据处理和分析。一、概述2二、方案论证3三、电路设计61.时钟脉冲电路62.开关控制电路73三进制计数器84.译码、显示驱动电路9四、性能的测试111.555多些振荡器与三进制计数器性能测试112.开关控制性能测试。123. 整体性能测试16五、结论22六、性价比22七、课设体会及合理化建议22参考文献22附录I 总电路图23附录II 元器件清单24一、概述 随着社会与科技的发展，小轿车已经成为人们生活不可或缺的一种交通工具，广泛面对于人们的生活与生产
3、之中。而随之而来的就是小轿车使用的安全问题，面对于小轿车的使用要求就显得格外的重要，通过人们学习的知识与对科技的研究着力对汽车的性能与安全问题进行研究已经是一个主要的发展方向。本人通过对数字逻辑电路这门课程知识体系的学习，对轿车尾灯显示电路进行设计模拟仿真，锻炼自己的动手实践能力，巩固自己学习的知识，并学以致用，通过自己已学的知识和一些书籍资料的查询对小轿车尾灯控制进行简单的分析与仿真模拟。 设计一个汽车尾灯控制电路，要求能根据汽车运行情况来控制汽车尾部左右两侧各有三个指示灯（用发光二极管模拟）。汽车正常运行时指示灯全灭。右转弯时，右侧3个指示灯按右循环点亮。左转弯时，左侧3个指示灯按左循环点
4、亮。临时刹车时所有指示灯同时闪烁： 对于车尾灯设计的要求，根据小轿车的四种组态，可分别用0,1对其进行二进制编码，正常行驶，向右转弯，向左转弯，紧急刹车分别对应00，01,10,00，所以可以通过两个开关S0，S1作为汽车运行信号的输入，通过计数器和555定时器产生的脉冲波与数据选择器产生的序列信号，完成输出端二极管灯管循环左右移动发光。由555产生的时钟脉冲，使所有二级灯管闪烁二、方案论证方案一:汽车控制电路主要由开关控制电路，由两个JK触发器构成的三进制计数器，译码电路，显示、驱动电路构成。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
5、灯按要求点亮。首先，设置两个可控制的开关，可产生00、01、10、11四种状态。开关设置为00状态时，表示小轿车处于正常运行的状态。开关设置为01状态时，表示为小轿车处于右转弯的状态。开关设置为10状态时，表示为小轿车处于左转弯的状态。开关设置为11状态时，表示为小轿车处于刹车的状态。首先将有555定时器发出频率为1MHZ的信号CLK提供给JK触发器逻辑电路。用两片JK触发器设计一个逻辑电路可以产生001、010、100的循环信号。将此信号作为左转、右转灯管发光循环的原始信号。设置左转控制开关和右转控制开工。通过开关的控制将左转、右转的原始信号通过逻辑电路分别输出到左、右的三个小轿车尾灯上。这
6、部分信号通过，数据选择器74LS138起到信号选择的作用。设置刹车控制开关，将脉冲信号CLK提供给刹车控制电路。当开关设置为刹车信号时，信号通过逻辑电路实现刹车时所有指示随着时钟信号CLK全部闪烁的功能。最重得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需功能。原理框图如图1所示。控制端（S1，S）尾灯状态显示由JK触发器组成三进制计数器译码器电路(74LS138)显示驱动频率固定1mhz555定时器产生CLK脉冲图1方案二汽车控制电路主要由开关控制电路，由一个74160计数器通过预置数法构成的三进制计数器，译码电路，显示、驱动电路构成。由于小轿车左或右转弯时，三个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器
7、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，设置两个可控制的开关，可产生00、01、10、11四种状态。原理和方案一时一样的首先将有555定时器发出频率为1MHZ的信号CLK提供给74160计数器。电路。通过74160计数器可以产生001、010、100的循环信号。将此信号作为左转、右转灯管发光循环的原始信号。电路如图2所示控制端（S1，S）尾灯状态显示由74160组成的三进制计数器译码器电路（74LS138）显示驱动频率为可变的555定时器产生脉冲CLK图2方案一与方案二才用了相同的输入端控制端，两个输入端0,1状态的变化，来模拟小轿车正常行驶，左转，右转四种状态。方案二对，
8、对三进制元件改进，三进制的循环信号用74160计数器替代两个JK触发器，简化了电路的设计，通过预置数法，解决74160置零发电路延迟的问题。综上，本实验，采用方案二，实验电路图较为简单，运行稳定，性价比适中。三、电路设计1.时钟脉冲电路时钟脉冲电路如图3所示 图3 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 ，由公式可知，理论频率F=1KHZ。其方波见图4。图4由方波得出的周期T=1.053ms,所以频率F=1/T=9
9、50HZ2.开关控制电路开关控制电路如图4所示图5 电路通过控制开关J1、J2的断开和闭合，实现正常行驶、左转弯、右转弯、刹车四种状态。 S1S2置为00状态时，表示小轿车处于正常行驶状态。 S1S2置为01状态时，表示小轿车处于右转弯的状态。 S1S2置为10状态时，表示小轿车处于右转弯的状态。 S1S2置为11状态时，表示小轿车处于刹车的状态。3三进制计数器三进制计数器如图6所示图674160十进制计数器通过预置数法，将预置数设置为0，通过QA,QB输出，根据555多些振荡器发出的脉冲，输出信号，为000,001,100循环。4.译码、显示驱动电路译码显示驱动如图7所示图7四、性能的测试1
10、.555多些振荡器与三进制计数器性能测试电路图如图8，震荡图如图9图8图92.开关控制性能测试。（1）S1与S2均闭合电路图如图9，性能图如图10。.图10图11(2)S1闭合，S2断开电路图如图12，方波如图13图12图13(3)S1断开，S2闭合电路图，如图14，方波图如图15图14图15(4)S1与S2均断开。电路如图15，方波如图16图16图173. 整体性能测试(1) 当S1与S2均断开。电路图如图18，左灯管与脉冲器方波如图19，右灯管与脉冲器方波如图20图18图19图20(2) 当S1与S2均闭合电路图如图20与脉冲器方波如图21与脉冲器方波如图22图21图22图23(3) 当S
11、1断开，S2闭合电路图如图24与脉冲器方波如图25与脉冲器方波如图26图24图25图26(4) 当S1闭合，S2断开电路图如图27与脉冲器方波如图28与脉冲器方波如图29图27图28图29五、结论 电路图中的元件尽量选择自己已经学过的电路元件，将学习的东西，用在时间之中，通过模拟仿真可以知道，电路所完成的功能，基本符合，任务书上对课程设计的要求，符合性能指标，完成所需要的功能。六、性价比 设计的电路图，相对较为简单常见，性能比较稳定，造价相对较为便宜，性价比比较高，适用对于技术要求不太高的电路，对于我这种初学者是很适用的。 七、课设体会及合理化建议 这次课设中，我学到了很多东西，从一点不懂，到
12、慢慢深入理解学习，将所学的知识，投入实际时间当中，不仅巩固了知识，学习了很多有用的东西，而且从课程设计的过程中得到了很多乐趣。 当然，过程中遇到了很多困难，开始将所要完成的功能，转化成实际的电路逻辑，可以说是费尽脑汁，通过查阅资料，与同学们讨论，终于将完成功能的方法与所要用的基本元件组合成实际电路逻辑。还有就是对电路仿真软件，非常不熟悉，找密密麻麻的电路元件，还有将它们组合起来，进行仿真，一下子就一下午，一早上的摸索，都把眼睛看花了，不过慢慢的找到技巧，找数电元件，可以通过配件的名称进行搜索，加快了不少的进度。参考文献1阎石著. 数字电子技术基础M. 北京：高等教育出版社，2005年2童诗白、
13、华成英主编者. 模拟电子技术基础M. 北京：高等教育出版社，2006年3赵淑范、王宪伟主编.电子技术实验与课程设计M. 北京：清华大学出版社，2006年4孙肖子、邓建国主编.电子设计指南M. 北京：高等教育出版社，2006年附录I 总电路图附录II 元器件清单序号编号名称型号数量1U1, U8, U9, U10 U11, U12, U17 非门74LS04D62U3, U5, U6, U7 U13, U14, U20, U15 , U18与非门74LS00D93U16数据选择器74LS138D14U1910进制计数器74160N15S2, S1开关SPST16U2同或74LS136D17U4555脉冲触发器74LS10D189101124