数电课程设计——汽车尾灯控制电路论文[1]

数字电子技术课程设计

姓名：张冬明

学号：200804134118 专业班级：自动化0804 指导老师：张彦

日期：2010，6

汽车尾灯控制器设计（一）设计要求

假设汽车尾部左右两侧各有4个指示灯(用发光二极管模拟)有四种显示模式如下：

1.汽车正常运行时指示灯全灭;

2.右转弯时，右侧4个指示灯按右循环顺序点亮，每灯只亮0.5秒；

3.左转弯时,左侧4个指示灯按左循环顺序点亮，每灯只亮0.5秒；

4.临时刹车时左右两侧所有指示灯同时闪烁。

（二）汽车尾灯控制电路设计原理

(1) 列出尾灯与汽车运行状态表(见表1-1)

汽车尾灯和汽车运行状态关系表（1-1）

开关

控制

行驶状态左尾灯右尾灯

S 1 S

D1 D2 D3 D4 R1 R2 R3 R4

0 0 向前灯灭灯灭

0 1 右转弯灯灭按R1 R2 R3 R4顺序循环点亮

1 0 左转弯按D1 D

2 D

3 D4顺序循环点亮灯灭

1 1 刹车所有的尾灯随时钟CP同时闪烁

(2) 设计总体框图

由于汽车左右转弯时，四个指示灯循环点亮，所以用四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）

由尾灯控制逻辑功能表得出总体框图，如下图（2-1）所示。

汽车尾灯控制电路原理框图（2-1）

(3) 设计单元电路

a.三进制计数器电路可由16进制计数器74LS161构成，如下图所示。

b.汽车尾灯电路 如图（3-1）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0Y,1Y,2Y 依次为0有效(4Y,5Y,6Y 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右转弯。若上述条件不变，而S1=1、S0=0，则74LS138对应的输出端4Y 、5Y 、6Y 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。

汽车尾灯电路（3-1）

c.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（3-2）所示。 S1，S0，CP 与G ，A 逻辑功能表（3-2）

由表（3-2）经过整理得逻辑表达式为

由上式可得开关控制电路

(4)汽车尾灯总体电路

(二) 汽车尾灯控制电路仿真运行(图中S1=A,S0=S)

（1）当汽车正常运行时，S1=S0=0,使G=0,A=1，74LS138的输出端全为1，G6~G1的输出端也全为1，指示灯

全灭灯。

（2）当汽车左拐时，S1=1,S0=0时，使得A=G=1, 74LS138对应的输出端4Y、5Y、6Y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。

（3）当汽车右拐时，S1=0,S0=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0Y,1Y,2Y依次为0有效(4Y,5Y,6Y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右转弯。

（4）当汽车刹车时，S1=S0=1时，G=0，A=CP，指示灯随CP的频率闪烁。

（三）元器件列表

（四）设计总结：

这次设计是通过查阅各种资料、与同学讨论以及独立思考设计出来的。在设计过程中，我用到了本学期所学过的同步计数器74LS161和译码器74LS138。因此，我对它们的功能和运用有了更深一步的了解。同时通过Multisim软件对电路进行模拟仿真，从而使设计结果得到了验证。通过这次课程设计环节，使我了解到模拟电路和数字电路之间的联系，使我对单元功能电路的理解和运用能力有了一定的提高。

优点：基本实现汽车在运行时尾灯点亮方式的基本情况。

设计中的不足：由于行车时都是开关控制，所以每一个开关都应该有一个消除机械振动的装置，可以用基本SR触发器来实现。所以在时间允许的情况下，可以对这一不足进行改良，从而使整个系统更加可靠。

（五）参考文献

1. 康华光、陈大钦等编《数字电子技术第四版》高等教育出版社，1999.6

2. 阎石．数字电子技术基础（第五版[M]. 北京：清华大学出版社，2006.5

3. 谢自美．电子线路设计、实验、测试[M]．北京：高等教育出版社， 2001