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
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
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。

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。

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CP
555电路图
波形图如下：
由图可知: T= T2—T1= 5.523 3—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）
2：三进制计数器电路
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：
1n n n Q JQ KQ +=+ （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。

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,CT P,CT T是计数控制端,CO是进位输出端，D0～D3是并行数据输入端，Q0～Q 3是数据输出端。

图：74LS163的外引线排列图
CT74LS163功能表
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3：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
4.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。

由以上分析可得出总体框图，如图所示：
如图：设计总体框图
第四章：汽车尾灯总电路
第五章：PCB图
第六章：仿真电路
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。

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
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：
74LS 138 1个
74LS00 2个
74LS86 1个
74LS10 1个
74LS76 1个
74LS04 2个
定时器：
555 1个
电阻：
200Ω6个
500kΩ1个
470kΩ 1个
3.3kΩ2个
电容;
1.0μF 1个
10nF 1个
发光二极管 6个
拨动开关2个
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。