標(biāo)題: 數(shù)電汽車尾燈控制電路課設(shè)分享 [打印本頁]
作者: 水哥    時間: 2018-12-4 20:05
標(biāo)題: 數(shù)電汽車尾燈控制電路課設(shè)分享
課程名稱：數(shù)字電子技術(shù)
課題名稱：汽車尾燈控制電路
一、任務(wù)及要求
任務(wù)： 假設(shè)汽車尾部左右量測各有3個指示燈（用發(fā)光二極管模擬）1. 汽車正常運行時指示燈全滅；2.右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)3個指示燈按右循環(huán)順序點亮；.3. 左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè)3個指示燈按左循環(huán)順序點亮；4.臨時剎車時所有指示燈同時閃爍。

要求：1.設(shè)計思路清晰，給出整體設(shè)計框圖，畫出整機(jī)原理圖；2.給出具體設(shè)計思路，設(shè)計各單元電路、電路器件；3.總電路設(shè)計；4.進(jìn)行實驗仿真調(diào)試，驗證設(shè)計結(jié)果；5.編寫設(shè)計說明書；6.所有圖紙和說明書用計算機(jī)打印


二、進(jìn)度安排
第一周：
周一：布置任務(wù)，查找資料；
周二～周三：設(shè)計系統(tǒng)方案，仿真；
周四～周日：領(lǐng)元器件，電路安裝，或程序調(diào)試；
第二周：
周一～周二：電路安裝，調(diào)試，運行或程序調(diào)試，下載運行；
周三：結(jié)果驗收；
周四：收元器件，整理實驗室，撰寫報告，答辯；
周五：資料整理。
三、參考資料
1、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第六版）  主編;閻石   高等教育出版社
2、電子技術(shù)與LED技術(shù)實驗與仿真   主編;郭照南 孫勝麟 中南大學(xué)出版社


目錄

一、課程設(shè)計的任務(wù)要求：              1

二、設(shè)計方案：              1

尾燈與汽車運行狀態(tài)表              1

設(shè)計總框              1

汽車尾燈控制邏輯功能表              2

汽車尾燈控制電路原理框圖              2

三、單元電路（子模塊，子程序）分析：              2

1、三進(jìn)制計數(shù)器              3

2.開關(guān)控制電路              3

3.譯碼器74LS138              4

4.555定時器多諧震蕩電路構(gòu)成信號源              5

四、系統(tǒng)仿真/測試：              5

五、電路安裝調(diào)試：              7

六、 元件清單：              7

七、總  結(jié)：              8

電子技術(shù)課程設(shè)計評分標(biāo)準(zhǔn)              9


一、課程設(shè)計的任務(wù)要求：
設(shè)計目的： 假設(shè)汽車尾部左右量測各有3個指示燈（用發(fā)光二極管模擬）1. 汽車正常運行時指示燈全滅；2.右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)3個指示燈按右循環(huán)順序點亮；.3. 左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè)3個指示燈按左循環(huán)順序點亮；4.臨時剎車時所有指示燈同時閃爍。

設(shè)計要求：1.設(shè)計思路清晰，給出整體設(shè)計框圖，畫出整機(jī)原理圖；2.給出具體設(shè)計思路，設(shè)計各單元電路、電路器件；3.總電路設(shè)計；4.進(jìn)行實驗仿真調(diào)試，驗證設(shè)計結(jié)果；5.編寫設(shè)計說明書；6.所有圖紙和說明書用計算機(jī)打印


二、設(shè)計方案：
尾燈與汽車運行狀態(tài)表
                               表1
開關(guān)控制
運行狀態(tài)
左尾燈
右尾燈
   S1  S2
           D4 D5 D6
D1  D2  D3
   0   0
正常運行
燈滅
燈滅
   0   1
右轉(zhuǎn)彎
燈滅
按D1 D2 D3循環(huán)點亮
   1   0
左轉(zhuǎn)彎
按D6 D5 D4循環(huán)點亮
    燈滅
   1   1
剎車
   所有燈隨時鐘CP同時點亮
當(dāng)S1=0.S0=0時，正常運行。當(dāng)S1=0,S2=1時,右轉(zhuǎn)彎。
當(dāng)S1=1,S2=0時，左轉(zhuǎn)彎。當(dāng)S1=1.S2=1時，剎車。
設(shè)計總框
用6LED燈來模擬汽車的尾燈，左邊三個，右邊三個。
當(dāng)汽車正常行駛，六個燈全部熄滅。
當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)3個指示燈循環(huán)順序點亮。
當(dāng)左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè)3個指示燈循環(huán)順序點亮。（用三進(jìn)制記數(shù)器，控制左右轉(zhuǎn)彎時，三個燈的循環(huán)點亮，譯碼電路與開關(guān)電路控制左燈.右燈）
當(dāng)汽車剎車時，六個燈全部閃爍。（時鐘CP控制）
所以按照設(shè)計要求此汽車尾燈控制電路是由三進(jìn)制計數(shù)器、譯碼電路、顯示驅(qū)動電路和開關(guān)控制電路等電路組成。
汽車尾燈控制邏輯功能表
表2

開關(guān)控制

三進(jìn)制計數(shù)器

六個指示燈

        K0  K1

Q1  Q0

D1D2D3 D4D5D6

0  0

X  X

000     000

0  1

0  0

0  1

1  0

000     100

000     010

000     001

1  0

0  0

0  1

1  0

001    000

010    000

100    000

1  1

X  X

CPCPCP   CPCPCP

0  0

X  X

101  101


Cp信號由信號發(fā)生器提供。利用3-8譯碼器74LS138芯片，實現(xiàn)對初始循環(huán)信號進(jìn)行譯碼，實現(xiàn)車燈按照要求來循環(huán)點亮。最后由兩個開關(guān)設(shè)計組合邏輯電路，控制尾燈電路，即可實現(xiàn)所需功能。



圖1

三、單元電路（子模塊，子程序）分析：
1、三進(jìn)制計數(shù)器
選用74LS160芯片并用置數(shù)法，設(shè)計成三進(jìn)制。
由74LS160功能知LD為置數(shù)端，CR為清零端。用置數(shù)法時，應(yīng)將CR  ENT還有ENP接高電平。由同步置數(shù)公式Nb=Na+M-1，三進(jìn)制M應(yīng)為3，置入數(shù)Na為0，代入公式得Nb=2。
即應(yīng)將QB接入與非門，與非門輸出端接LD端。這就構(gòu)成了三進(jìn)制計數(shù)器，下圖為三進(jìn)制仿真圖，圖2。

                                     圖2

2.開關(guān)控制電路
當(dāng)兩個開關(guān)斷開時，表示汽車正常行駛指示燈滅；
當(dāng)?shù)谝粋�開關(guān)閉合時，表示右轉(zhuǎn)彎，右側(cè)三個指示燈依次循環(huán)點亮；
當(dāng)?shù)诙䝼�開關(guān)閉合時，表示左轉(zhuǎn)彎，左側(cè)三個指示燈依次循環(huán)點亮；
當(dāng)兩個開關(guān)同時閉合時，表示剎車，所有燈閃爍。
開關(guān)電路真值表
                         表3
S1
S0
CP
G
A
0
0
X
0
1
0
1
X
1
1
1
0
X
1
    1
1
1
    CP
0
CP
圖3為開關(guān)部分仿真圖


74LS138和顯示驅(qū)動電路的使能端信號分別為G和A。
邏輯表達(dá)式為            G=S1⊕S0

A=S0S1

                                        圖3

3.譯碼器74LS138
   譯碼電路由3-8線譯碼器74LS138（如圖4）和6個與非門構(gòu)成。74LS138的三個輸入端A2、A1、A0分別接S1、Q1、Q0，而Q1Q0是三進(jìn)制計數(shù)器的輸出端。當(dāng)S1=0、S0=1,使能信號A=G=1，計數(shù)器的狀態(tài)為00，01，10時，74LS138對應(yīng)的輸出端0Y,1Y,2Y依次為0有效(4Y,5Y,6Y信號為“1”無效)，即反相器G1~G3的輸出端也依次為0，故指示燈D1→D2→D3按順序點亮示意汽車右轉(zhuǎn)彎。若上述條件不變，而S1=1、S0=0，則74LS138對應(yīng)的輸出端4Y、5Y、6Y依次為0有效，即反相器G4~G6的輸出端依次為0，故指示燈D4→D5→D6按順序點亮，示意汽車左轉(zhuǎn)彎。當(dāng)G=0，A=1時，74LS138的輸出端全為1，G6~G1的輸出端也全為1，指示燈全滅燈；當(dāng)G=0，A=CP時，指示燈隨CP的頻率閃爍。

      

                                 圖4

4.555定時器多諧震蕩電路構(gòu)成信號源

由于555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器的振蕩頻率穩(wěn)定,不易受干擾。而且本實驗中控制電路對脈沖精度要求不高,只要能實現(xiàn)可調(diào)即可。故選擇采用NE555構(gòu)成多諧振蕩器作為脈沖電路。輸出頻率為f=1.43/(R1+2R2)C。當(dāng)取R1=10K,R2=510K,C=1Uf時可算出產(chǎn)生的頻率為1hz。即使得周期為1s。                    

                              圖5

四、系統(tǒng)仿真/測試：

   

                                    圖6

2.汽車左拐時，S1=1,S0=0時，使得A=G=1,74LS138對應(yīng)的輸出端4Y、5Y、6Y依次為0有效，即反相器G4~G6的輸出端依次為0，故指示燈D4→D5→D6按順序點亮，示5意汽車左轉(zhuǎn)彎。

                                   圖7

3.汽車右拐時，S1=0,S0=1時，使能信號A=G=1，計數(shù)器的狀態(tài)為00，01，10時，74LS138對應(yīng)的輸出端0Y,1Y,2Y依次為0有效(4Y,5Y,6Y信號為“1”無效)，即反相器G1~G3的輸出端也依次為0，故指示燈D1→D2→D3按順序點亮示意汽車右轉(zhuǎn)彎如圖

                                      圖8

4.當(dāng)汽車剎車時,S1=S0=1時,G=0,A=CP,指示燈隨CP的頻率閃爍

                                    圖9

              五、電路安裝調(diào)試：
    在電路連接中，連接了4次才成功。每次左轉(zhuǎn)彎右轉(zhuǎn)彎時有幾個燈不符合仿真效果，而剎車隨時鐘信號CP亮?xí)r，是正確的。剛開始我們以為接錯了，就重新接了。重新接之后還是沒改變這個尷尬的情況。我們小組經(jīng)過討論后，認(rèn)為可能是元器件一損壞，接下來將每個元器件進(jìn)行功能測量，最后發(fā)現(xiàn)沒有元器件損壞。這些問題都排除，就只剩下線路接觸不良。我發(fā)現(xiàn)有些電線插入孔時，可以左右搖擺，從而導(dǎo)致調(diào)試不成功。我們將這種線不用進(jìn)行接線，最后調(diào)試成功。圖10為調(diào)試成功時的情況.

               

圖10

6、元件清單：表4
數(shù)電實驗箱
1
74LS86 1
1
74ls138
1
74LS160
1
74LS10
1
74LS00
1
七、總  結(jié)：
課程設(shè)計是一個檢驗與增長知識的一個課堂。通過本次實驗，我對汽車尾燈進(jìn)行了設(shè)計并仿真完成。這將書本上的知識利用到實際的分析解決問題中去，這樣使我們更加牢固的掌握分析與設(shè)計的基本知識與理論，更加熟悉的各種不同規(guī)模的邏輯器件，掌握邏輯電路的分析和設(shè)計的基本方法，為以后的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。
老師給我們講解原理時，我們發(fā)現(xiàn)這次課程設(shè)計并不難。但到自己實踐時，會發(fā)現(xiàn)總是遇到阻礙。需要將數(shù)電課本上的知識運用進(jìn)來。在設(shè)計時我發(fā)現(xiàn)先要進(jìn)行每個模塊的設(shè)計，然后再將每個模塊聯(lián)合起來。所有我首先要分析汽車尾燈顯示狀態(tài)與汽車運行狀態(tài)的關(guān)系，然后對汽車尾燈控制器進(jìn)行功能描述，確定汽車尾燈控制器的結(jié)構(gòu)框圖，最后進(jìn)行電路設(shè)計。在電路設(shè)計過程中，先進(jìn)行模式控制電路的設(shè)計，然后用到了74LS160構(gòu)造一個三進(jìn)制計數(shù)器，再進(jìn)行開關(guān)的設(shè)計，再設(shè)計譯碼與顯示電路，最后用6個發(fā)光二極管組成尾燈狀態(tài)顯示電路，各個結(jié)構(gòu)的電路設(shè)計好了之后，組合起來就設(shè)計好了汽車尾燈控制器的邏輯電路。
通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。




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