1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：汽車尾燈控制系統(tǒng)班級： 計(jì)算機(jī) 1206班學(xué)號： 2012XXX姓名： XXX指導(dǎo)教師：馬學(xué)文設(shè)計(jì)時(shí)間： 2014 年 8 月下載可編輯摘要在現(xiàn)代飛速發(fā)展的現(xiàn)代化社會背景下， 汽車這一高科技產(chǎn)物越來越多地被人們使用，但也由此造成了一系列的問題， 比如，由于汽車的突然轉(zhuǎn)向所引發(fā)的車禍常出現(xiàn)。如果汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)能夠通過尾燈狀態(tài)的變化來提示司機(jī)， 行人汽車轉(zhuǎn)彎，就可減少車禍發(fā)生。因此，汽車尾燈就起到了一種信號、警示、標(biāo)志的作用，也是司機(jī)在行車途中必須注意的。本次實(shí)驗(yàn)報(bào)告是關(guān)于取車尾燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，根據(jù)汽車尾燈顯示狀態(tài)與汽車運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系， 分析并設(shè)計(jì)電路。 整個(gè)電路有三進(jìn)制計(jì)數(shù)器

2、、 譯碼與顯示驅(qū)動電路、 尾燈狀態(tài)顯示電路、 開關(guān)控制電路 4 個(gè)部分組成。分析使能控制信號與公模控制變量與時(shí)鐘脈沖的關(guān)系，555 定時(shí)器、 3 線 8 線譯碼器實(shí)現(xiàn)了根據(jù)汽車運(yùn)行狀態(tài)指示顯示 4 種不同的狀態(tài)模式。 本次報(bào)告詳細(xì)講解了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路及其具體的實(shí)現(xiàn)過程。關(guān)鍵詞 :計(jì)數(shù)器、譯碼器、定時(shí)器、時(shí)鐘脈沖.專業(yè) .整理 .下載可編輯目錄摘要2第1章概述4第 2 章 課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求42.1設(shè)計(jì)任務(wù)42.2設(shè)計(jì)要求4第3章系統(tǒng)設(shè)計(jì)43.1方案論證43.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)53.2.1結(jié)構(gòu)框圖及說明53.2.2系統(tǒng)原理圖及工作原理53.3單元電路設(shè)計(jì)63.3.1單元電路工作原理63.3.2元件參數(shù)

3、選擇10第4章軟件仿真114.1仿真電路圖114.2仿真過程134.2仿真結(jié)果15第5章安裝調(diào)試175.2安裝調(diào)試過程175.3故障分析17第6章結(jié)論18第 7 章 使用儀器設(shè)備清單19參考文獻(xiàn)19收獲、體會和建議20.專業(yè) .整理 .下載可編輯第1章概述汽車尾燈控制系統(tǒng)的電路是十分常用的工作電路，在我們?nèi)粘５纳钪杏兄軓V泛的應(yīng)用。 汽車行駛時(shí)， 會出現(xiàn)正常行駛、 左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、剎車四種情況，針對這四種情況可以設(shè)計(jì)出汽車尾燈的控制電路來表示這四種狀態(tài)。設(shè)計(jì)一個(gè)汽車尾燈控制系統(tǒng)，技術(shù)指標(biāo)如下：假設(shè)汽車尾部左右兩側(cè)各有3 個(gè)指示燈（用 6個(gè)小燈泡模擬）；汽車正常運(yùn)行時(shí)指示燈全滅；汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，

4、左側(cè)3 個(gè)指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮； 汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)， 右側(cè) 3 個(gè)指示燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮； 臨時(shí)剎車時(shí)所有指示燈同時(shí)閃爍。第 2 章課程設(shè)計(jì)任務(wù)及要求2.1設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)汽車尾燈控制系統(tǒng)的電路，當(dāng)汽車處于不同的行駛狀態(tài)時(shí)通過開關(guān)控制各個(gè)尾燈按照一定的規(guī)則點(diǎn)亮或熄滅。2.2設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)具有以下功能汽車尾燈兩側(cè)各有3 個(gè)指示燈汽車運(yùn)行時(shí)具有如下模式：1）汽車正向行駛時(shí)，左右兩側(cè)的指示燈全部處于熄滅狀態(tài)；2）汽車右轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，右側(cè)的3 個(gè)指示燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮；3）汽車左轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，左側(cè)的3 個(gè)指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮；4）汽車臨時(shí)剎車時(shí)，左右兩側(cè)的指示燈同時(shí)處于閃爍狀態(tài)。第3章系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1

5、方案論證分析以上設(shè)計(jì)任務(wù)，由于汽車左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、剎車、倒車、晚上行車時(shí)，所有小燈點(diǎn)亮的次序和是否點(diǎn)亮是不同的，所以用 74138 譯碼器對輸入的信號進(jìn)行譯碼，從而得到一個(gè)低電平輸出，再由這個(gè)低電平控制一個(gè)計(jì)數(shù)器74161，計(jì)數(shù)器輸出為高電平時(shí)就點(diǎn)亮不同的尾燈（這里用小燈泡模擬） ，從而控制汽車尾燈按要求點(diǎn)亮。.專業(yè) .整理 .下載可編輯3.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖及說明由電路的設(shè)計(jì)要求得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下，各指示燈與給定條件間的關(guān)系，即邏輯功能表所示。汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì)總體框圖如下圖所示。汽車尾燈及其行駛狀態(tài)表控制開關(guān)汽車行駛狀態(tài)右尾燈左尾燈J1J2R1 R2 R3L1 L2 L300正常行駛熄

6、滅熄滅01右轉(zhuǎn)彎按 R1R2R3順序循環(huán)亮熄滅10左轉(zhuǎn)彎熄滅按 L1L2L3 順序循環(huán)亮11臨時(shí)剎車尾燈同時(shí)閃爍汽車尾燈控制電路設(shè)計(jì)總體框圖顯示電路汽車尾燈R1R2R3L1L2L3脈沖產(chǎn)生電路計(jì)數(shù)電路 74163555開關(guān)控制電路譯碼電路 74138系統(tǒng)原理圖及工作原理汽車尾燈控制電路主要由開關(guān)控制電路，三進(jìn)制計(jì)數(shù)器， 譯碼、顯示驅(qū)動電路組成。由于汽車左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)時(shí)， 三個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮， 所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼器電路順序輸出低電平，從而控制尾燈按要求點(diǎn)亮。.專業(yè) .整理 .下載可編輯首先，設(shè)置兩個(gè)可控的開關(guān)，可產(chǎn)生00、 01、10、 11 四種狀態(tài)。開關(guān)置為 00 狀態(tài)時(shí)，汽車處于正常行

7、駛狀態(tài)；開關(guān)置為 01 狀態(tài)時(shí)，汽車處于右轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)；開關(guān)置為 10 狀態(tài)時(shí)，汽車處于左轉(zhuǎn)彎的狀態(tài)；開關(guān)置為 11 狀態(tài)時(shí)，汽車處于臨時(shí)剎車狀態(tài)。三進(jìn)制計(jì)數(shù)器可由74LS163芯片和 74LS00構(gòu)成；譯碼電路可用譯碼器74LS138和 6 個(gè)與非門構(gòu)成；顯示、驅(qū)動電路由6 個(gè)小燈泡和 6 個(gè)反向器構(gòu)成。原理框圖如圖所示：脈沖發(fā)生電路三進(jìn)制計(jì)數(shù)器開關(guān)控制電路譯碼顯示驅(qū)動電路系統(tǒng)原理框圖3.3單元電路設(shè)計(jì)單元電路工作原理脈沖產(chǎn)生電路工作原理：555 定時(shí)器簡介： 555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS觸發(fā)電路和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng)5 腳懸空時(shí)

8、，則電壓比較器 A1 的反向輸入端的電壓為 2/3Vcc,A2 的同相輸入端的電壓為 1/3Vcc, 若觸發(fā)輸入端 TR的電壓小于 1/3Vcc, 則比較器 A2 的輸出為 1，可使RS觸發(fā)置 1。，使輸出端 OUT為 1。如果闕值輸入端 TH的電壓大于 2/3Vcc ，同時(shí)TR電壓大于 1/3Vcc ，則 A1 輸出為 1，A2 輸出為 0，可將 RS觸發(fā)器置 0，可使輸出為 0 電平。下圖為 555 定時(shí)器部結(jié)構(gòu)與引腳圖：.專業(yè) .整理 .下載可編輯555部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖555引腳圖如圖為由 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。接通電源后，電容C 被充電， Vc 上升，當(dāng) Vc 上升到 2/3Vc

9、c 時(shí)，觸發(fā)器被復(fù)位，此時(shí)Vo 為低電平，電容 C通過 R2和 T 放電，使 Vc 下降。當(dāng) Vc 先講到 1/3Vcc 時(shí)，觸發(fā)器又被復(fù)位， Vo 翻轉(zhuǎn)為高電平。周期 T 為：T=（R1+2R2） Cln20.7(R1+2R2)C=0.7(28.6K+56.7K 2) 10nF=0.994us這樣，通過電容充放電時(shí)間，使多諧振蕩器產(chǎn)生時(shí)鐘信號。時(shí)鐘脈沖電路開關(guān)控制電路工作原理：通過控制開關(guān) J1 和 J2 的開通于關(guān)斷， 實(shí)現(xiàn)汽車正常行駛、 左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎和剎車四種狀態(tài)。J1 、J2 置于 00 狀態(tài)時(shí)，汽車處于正常行駛狀態(tài)；.專業(yè) .整理 .下載可編輯J1 、J2 置于 01 狀態(tài)時(shí)，汽車

10、處于右轉(zhuǎn)彎狀態(tài)；J1 、J2 置于 10 狀態(tài)時(shí)，汽車處于左轉(zhuǎn)彎狀態(tài)；J1 、J2 置于 11 狀態(tài)時(shí)，汽車處于剎車狀態(tài)。開關(guān)控制電路圖計(jì)數(shù)器工作原理：汽車左或右轉(zhuǎn)彎時(shí)由于是三個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼電路順序輸出低電平， 從而控制尾燈按要求電路， 由此得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下，各指示燈與各給定條件的關(guān)系，即邏輯功能表： （ 0 表示燈滅， 1 表示燈亮）三進(jìn)制計(jì)數(shù)器功能表開關(guān)控制三進(jìn)制計(jì)數(shù)器六個(gè)指示燈J1J2Q1Q012345600000000001000000101010000100010000000010010010000101100000111cp cp cp cp cp

11、 cp.專業(yè) .整理 .下載可編輯此計(jì)數(shù)器由 74LS163 芯片主要構(gòu)成， 74LS163 計(jì)數(shù)功能簡介：其計(jì)數(shù)是同步的，靠 CP同時(shí)加在四個(gè)觸發(fā)器上而實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)CTp和 CTt 均為高電平時(shí)，在 CP上升沿作用下 Q0-Q3同時(shí)變化，從而消除了異步計(jì)數(shù)器中出現(xiàn)的計(jì)數(shù)尖峰。對于74LS163，只有當(dāng) CP為高電平時(shí) CTp和 CTt 才允許高至低電平的跳變，而與CP無關(guān)。 74LS163的引腳圖及真值表：74LS163 引腳圖74LS163 真值表計(jì)數(shù)器電路圖如圖所示：三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路圖譯碼、顯示電路工作原理：此電路由 74LS138芯片和 6 個(gè)與非門， 6 個(gè)反向器和小燈泡構(gòu)成。74LS

12、138 芯片簡介： 74138 為 3 線-8 線譯碼器，其工作原理如下：當(dāng)一個(gè)選通端為高電平， 另兩個(gè)選通端為低電平時(shí)， 可將地址端的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。若外接一個(gè)反向器可級聯(lián)擴(kuò)展成32 線譯碼器，若將選.專業(yè) .整理 .下載可編輯通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，74138 還可以做數(shù)據(jù)分配器。下圖為其引腳圖和真值表：引腳圖74LS138真值表譯碼、顯示電路如下圖所示：譯碼、顯示電路圖元件參數(shù)選擇74LS183、74LS163、 555 定時(shí)器、 74LS04、74LS00、74LS10、74LS84、2.5v小燈泡、 200電阻、 100電阻、 28.6k 電阻、 56

13、.7k 電阻、 10F 電容、 5v 直流電源。.專業(yè) .整理 .下載可編輯第4章軟件仿真4.1仿真電路圖汽車各個(gè)狀態(tài)的仿真電路圖如下：汽車正常行駛時(shí)的仿真電路圖.專業(yè) .整理 .下載可編輯汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)的仿真電路圖汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)的仿真電路圖.專業(yè) .整理 .下載可編輯汽車剎車時(shí)的仿真電路圖4.2仿真過程汽車正常行駛仿真過程當(dāng)汽車正常行駛時(shí)， J1J2 處于 00 狀態(tài)，指示燈全滅，仿真結(jié)果如下。測得仿真波形如下圖所示：正常行駛時(shí)左尾燈仿真波形圖.專業(yè) .整理 .下載可編輯正常行駛時(shí)右尾燈仿真波形圖汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)仿真過程當(dāng)汽車左轉(zhuǎn)時(shí)， J1J2 處于 10 狀態(tài)，三個(gè)小燈泡循環(huán)點(diǎn)亮，仿真結(jié)果如下。左

14、轉(zhuǎn)彎時(shí)左尾燈仿真波形圖左轉(zhuǎn)彎時(shí)右尾燈仿真波形圖.專業(yè) .整理 .下載可編輯汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)仿真過程當(dāng)汽車右轉(zhuǎn)， J1J2 處于 01 狀態(tài)，三個(gè)小燈泡循環(huán)點(diǎn)亮，仿真過程如下。右轉(zhuǎn)彎時(shí)左尾燈仿真波形圖右轉(zhuǎn)彎時(shí)右尾燈仿真波形圖汽車臨時(shí)剎車時(shí)仿真過程當(dāng)汽車剎車時(shí)， J1J2 處于 11 狀態(tài)，六盞燈同時(shí)閃爍，仿真過程如下。.專業(yè) .整理 .下載可編輯剎車時(shí)左尾燈仿真波形圖剎車時(shí)右尾燈仿真波形圖.專業(yè) .整理 .下載可編輯第5章安裝調(diào)試5.2安裝調(diào)試過程1. 按照設(shè)計(jì)好的交通燈電路原理圖列出所需元器件清單。2. 選擇元器件，并按電路圖接線，認(rèn)真檢查接線電路是否正確，注意器件管腳的連接，“懸空端”、“清零端

15、”、“置 1 端”要正確處理。3. 秒脈沖信號發(fā)生器與計(jì)時(shí)電路的調(diào)試與上一設(shè)計(jì)相同。4. 主控器電路的調(diào)試，可用邏輯開關(guān) S1、S2、S3 、S4 、S5 分別代替 A、B、L、S、 P 信號，秒脈沖作時(shí)鐘信號，在 S1 S5 不同狀態(tài)時(shí)，主控器狀態(tài)應(yīng)按狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖轉(zhuǎn)換。5. 如果以上邏輯關(guān)系正確，即可與計(jì)時(shí)器輸出 L、S、P 相接，進(jìn)行動態(tài)調(diào)試。此時(shí)， A、 B信號仍用邏輯開關(guān) S1、 S2 代替。6. 信號燈譯碼調(diào)試也是如此，先用兩個(gè)邏輯開關(guān)代替 Q2、Q1，當(dāng) Q2、 Q1 分別為 00、01、10、11 時(shí)， 6 各發(fā)光二極管應(yīng)按設(shè)計(jì)要求發(fā)光。7. 各單元電路均能正常工作后，即可進(jìn)行整體

16、電路調(diào)試。5.3故障分析在調(diào)試過程中，我們常常會遇到各種各樣的小問題。 比如有時(shí)焊點(diǎn)焊接不牢，總是會出現(xiàn)導(dǎo)線虛焊的情況； 有時(shí)焊點(diǎn)加的焊錫過多， 導(dǎo)致兩個(gè)甚至幾個(gè)焊點(diǎn)無故連在一塊；又有時(shí)因?yàn)橐粫r(shí)心急將芯片腳標(biāo)搞錯而不得不拆了重新焊接最后分析其原因， 我們發(fā)現(xiàn)我們對設(shè)計(jì)原理還是較為清晰的， 只是操作時(shí)的不夠耐心、不夠細(xì)心從而導(dǎo)致操作過程中手忙腳亂。 最后在進(jìn)行整體電路調(diào)試的時(shí)候，又出現(xiàn)了數(shù)碼管顯示錯誤的情況。 在我們仔細(xì)檢查一邊電路之后， 發(fā)現(xiàn)竟然是無意間將兩個(gè)本不連接的相鄰焊點(diǎn)連在了一起， 我們知道這并不是電路設(shè)計(jì)的錯誤便松了一口氣，在經(jīng)過我們一番調(diào)整改動后最終調(diào)試成功。.專業(yè) .整理 .下載

17、可編輯第6章結(jié)論設(shè)計(jì)總結(jié)：時(shí)鐘脈沖電路波形分析： 先觀察時(shí)鐘脈沖產(chǎn)生電路。 由圖可知，產(chǎn)生的脈沖波形并不是完美的方波， 頻率也有一些小小的波動。 這是因?yàn)榛?555 的多諧震蕩電路精度并不是很高，但還是在誤差允許圍。右轉(zhuǎn)彎時(shí)小燈泡電平波形分析：由上圖可知， 右轉(zhuǎn)向時(shí) D4 到 D6 陰極全為高電平，而 D1 到 D3 間隔出現(xiàn)低電平。左尾燈全不亮，右尾燈D1、D2、D3 依次點(diǎn)亮，滿足設(shè)計(jì)要求。左轉(zhuǎn)彎時(shí)小燈泡電平波形分析：由上圖可知， 左轉(zhuǎn)向時(shí) D1 到 D3 陰極全為高電平，而 D4 到 D6 間隔出現(xiàn)低電平，右尾燈全不亮，左尾燈D4、D5、D6 依次點(diǎn)亮，滿足設(shè)計(jì)要求。汽車剎車時(shí)小燈泡電

18、平波形分析：由上圖可知，6 個(gè)燈泡均隨時(shí)鐘脈沖CP而變化。呈現(xiàn)所有尾燈同時(shí)閃爍，也符合設(shè)計(jì)要求。通過這段時(shí)間的課程設(shè)計(jì)， 基本達(dá)到了本次設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求： 汽車正常運(yùn)行時(shí)指示燈全滅，汽車右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè) 3 個(gè)燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮，車左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè) 3 個(gè)燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮， 汽車臨時(shí)剎車時(shí)所有指示燈同時(shí)閃爍。 本次設(shè)計(jì)是通過查閱各種資料和小組討論與思考做出來的， 在設(shè)計(jì)的過程中， 單元電路仿真和性能的測試是用 Multisim10 軟件進(jìn)行仿真的，效果非常明顯。設(shè)計(jì)基本實(shí)現(xiàn)了汽車在運(yùn)行時(shí)尾燈點(diǎn)亮方式的各種情況。 但仍然存在很多不足的地方， 例如某種程度上脫離了汽車真正行駛時(shí)的實(shí)際情況，還存在很多細(xì)

19、節(jié)方面要注意的問題。如果在時(shí)間允許的條件下還可以對這一系列不足之處進(jìn)行逐步的改正。.專業(yè) .整理 .下載可編輯第 7 章使用儀器設(shè)備清單元件清單：序號元件數(shù)量174LS1631274LS13813555 定時(shí)器1474LS007574LS047674LS101774LS86182.5v 小燈泡695v 直流電源510200電阻611100電阻21228.6k 電阻11356.7k 電阻11410F 電容2參考文獻(xiàn)1 閻石，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版） （ M），北京：高等教育2 林濤，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（ M），北京：清華大學(xué)3 彭容修，數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（ M），：理工大學(xué)4 康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版） （ M），北京：高等教育