汽车尾灯控制课程设计.docx
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汽车尾灯控制课程设计.docx
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汽车尾灯控制课程设计
1.设计任务:
设计一个汽车尾灯控制电路,要求汽车尾部左右两侧各有3个指示灯(用发光二极管模拟)。
1.当在汽车正常运行时指示灯全灭;
2.在右转弯时,右侧3个指示灯按右循环顺序点亮;
3.在左转弯时,左侧3个指示灯按左循环顺序点亮;
4.在临时刹车时,所有指示灯同时随脉冲闪烁:
2.设计要求:
1.锻炼学生综合运用电子技术基础知识以及动手能力;
2.提高学生使用中规模集成芯片以及调试较大型电子系统的能力;
3.使学生了解基本逻辑单元电路在实际生活中的应用,为今后进行复杂的综合型电子系统的设计和调试打下基础。
随着经济的发展,汽车越来越被人们所需要,而由此也引发了一系列问题。
比如,因为汽车突然转向所引发的车祸经常出现。
如果汽车转弯可以通过尾灯的状态变化来确定,就可以提示司机、行人朋友们车子正在转弯,一定程度的避免车祸的发生。
因此,本方案设计了一个“汽车尾灯控制电路”。
“汽车尾灯控制电路”作为电子技术基础课程的一个实践,利用基本的芯片:
3-8线译码器74ls138,二输入与非门74LS00、555定时器及电阻、电容进行搭建。
综合数字电路和模拟电路的知识,提升了我们处理实际问题的能力,有助于增强我们将理论转为实际的意识,是一种很好的锻炼和学习方式。
一、设计思路
(一).功能状态描述
尾灯与汽车运行状态表。
如图1.1所示
汽车尾灯和汽车运行状态关系表1.1
开关控制
运行状态
左尾灯
右尾灯
S1S2
D1D2D3
D4D5D6
00
正常运行
灯灭
灯灭
01
右转弯
灯灭
按D4D5D6顺序循环点亮
10
左转弯
按D1D2D3顺序循环点亮
灯灭
11
临时刹车
所有的尾灯随时钟CP同时闪烁
(二).控制逻辑功能
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,各指示灯与各给定条件(S1、S0、CP、Q1、Q0)的关系,即逻辑功能表如下表1.2
所示(表中0表示灯灭状态,1表示灯亮状态)。
汽车尾灯控制逻辑功能表1.2
二、设计总框架图
三、设计单元电路
(一).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,根据总体逻辑功能表分析及组合得G、A与给定条件(S1、S0、CP)的真值表,如表3.1所示。
表3.1
S1,S0,CP与G,A逻辑功能
由表3.1经过整理得逻辑表达式为
由上式可得开关控制电路,如图3.2
图3.2开关控制电路
(二).显示、驱动电路与译码电路
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个与非门构成。
74LS138的三个输入端A2、A1、A0分别接S1、Q1、Q0,而Q1Q0是三进制计数器的输出端。
当S1=0、S0=1,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Y4,Y5,Y6依次为0有效(Y0,Y1,Y2信号为“1”无效),即反相器G4~G6的输出端也依次为0,故指示灯D4→D5→D6按顺序点亮示意汽车右转弯。
若上述条件不变,而S1=1、S0=0,则74LS138对应的输出端Y0、Y1、Y2依次为0有效,即反相器G1~G3的输出端依次为0,故指示灯D1→D2→D3按顺序点亮,示意汽车左转弯。
当G=0,A=1时,74LS138的输出端全为1,G6~G1的输出端也全为1,指示灯全灭灯;当G=0,A=CP时,指示灯随CP的频
率闪烁。
(三).三进制计数器
三进制计数器电路可由16进制计数器74LS161构成,如图3.3所示。
图3.3三进制计数器
4.汽车尾灯总体电路图。
如图3.4
图3.4汽车尾灯总体电路
四、样机制作及调试
(一).电路原理图仿真
1.正常行驶状态
当汽车正常运行时,S1=S0=0,使G=0,A=1,74LS138的输出
全为1,G6~G1的输出端也全为1,指示灯全灭灯。
如图4.1所示
图4.1正常行驶状态
2.左转状态
当汽车左拐时,S1=1,S2=0时,使得A=G=1,74LS138对应的输出端Y0、Y1、Y2依次为0有效,即反相器G1~G3的输出端依次为0,故指示灯D1→D2→D3按顺序点亮,示意汽车左转弯。
如图4.2所示
图4.2左转状态
3.右转状态
当汽车右拐时,S1=0,S2=1时,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Y4,Y5,Y6依次为0有效(Y0,Y1,Y2信号为“1”无效),即反相器G4~G6的输出端也依次为0,故指示灯D4→D5→D6按顺序点亮示意汽车右转弯。
如图4.3所示
图4.3右转状态
4.紧急刹车状态
当汽车刹车时,S1=S0=1时,G=0,A=CP,指示灯随CP的频率闪烁。
如图4.4所示
图4.4紧急刹车状态
(二).样机制作
1.样机正面图。
如图4.5所示
图4.5样机正面图
(三).样机功能调试
1.正常行驶状态。
如图4.6所示
图4.6正常行驶状态
2.左转状态。
如图4.7所示
图4.7左转状态
3.右转状态。
如图4.8所示
图4.8右转状态
4.紧急刹车状态。
如图4.9所示
图4.9紧急刹车状态
结论
通过本次课程设计,我更加扎实的掌握了有关数字集成芯片应用方面的知识,虽然在设计中遇到了许多棘手的问题,但经过认真的思考,仔细的检查终于找出了原因所在,也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。
鉴于此,我会更加努力的学习以充实自己。
本次课程设计不仅培养了我科学严谨的学习态度与独立思考、勤于动手的能力,而且还培养了我们的团队协作精神。
使我认识到团结就是力量,只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。
相信这次课程设计过后,我的理论水平和实践动手能力都会有一个质的飞跃,也为今后的实践与理论课程的学习打下了坚实的基础。
致谢
当然设计能够做到这样的完美,也离不开姜大为老师的悉心指导、点化和无私的帮助。
在此表示深深地感谢,也由衷的祝愿您身体健康,工作顺利,心想事成,万事如意!
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