淮海工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)報(bào)告書 課程名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) (二 ) 題 目： 汽車尾燈控制的設(shè)計(jì) 系 （院）： 電子工程系 學(xué) 期： 07-08-1 專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化 051 班 姓 名： 連金虎 學(xué) 號(hào)： 030513117 評(píng)語(yǔ)： 成績(jī)： 簽名： 日期： 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 書 專 用 紙 第 2 頁(yè) 共 10 頁(yè) 1 引言 實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)是電子技術(shù)教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，讓學(xué)生通過(guò)課題，結(jié)合所學(xué)數(shù)字電子電路的知識(shí)進(jìn)行理論設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試、后期制作、分析總結(jié)等環(huán)節(jié)，提高學(xué)生在電子技術(shù)方面的實(shí)踐技能和科學(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生初步掌握工程設(shè)計(jì)的方法和組織實(shí)踐的基本技能，學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題，使之真正達(dá)到增長(zhǎng)知識(shí)與發(fā)展能力的統(tǒng)一。 通過(guò)課程設(shè)計(jì)綜合環(huán)節(jié)，還可以使學(xué)生了解各功能電路間的相互影響，掌握各功能電路之間參數(shù)的銜接和匹配關(guān)系，以及模擬電路和數(shù)字電路之間的結(jié)合，提高學(xué)生對(duì)單元功能電路理解和靈活運(yùn)用的能力及綜合運(yùn)用知 識(shí)的能力。 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 兩側(cè)各有三個(gè)指示燈（假設(shè)采用發(fā)光二極管模擬），根據(jù)汽車運(yùn)行情況，指示燈具有 4種不同的顯示模式。 (1)設(shè)計(jì)一個(gè)汽車尾燈控制器 ,實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車尾燈顯示狀態(tài)的的控制。在汽車尾部左右汽車正向行駛時(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)，左冊(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)。 3 比較和選定設(shè)計(jì)的系統(tǒng)方案 ,畫出系統(tǒng)框圖 3 1 尾燈與汽車運(yùn)行狀態(tài)表 表 3.1尾燈與汽車運(yùn)行狀態(tài)表 3 2 汽車尾燈控制電路原理框圖 開關(guān)控制 運(yùn)行狀態(tài) 左尾燈 右尾燈 S1 So D4D5D6 D1D2D3 O O 正常運(yùn)行 燈滅 燈滅 O 1 右轉(zhuǎn)彎 燈滅 按 D1D2D3順序循環(huán)點(diǎn)亮 1 O 左轉(zhuǎn)彎 按 D4D5D6順序循環(huán)點(diǎn)亮 燈滅 1 1 臨時(shí)剎車 所有的尾燈隨時(shí)鐘 CP同時(shí)閃爍 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 書 專 用 紙 第 3 頁(yè) 共 10 頁(yè) 圖 3.2汽車尾燈控制電路原理框圖 由于汽車左或右轉(zhuǎn)彎時(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。由此得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下，各指示燈與各給定條件 (SI 、 S0 、 CP 、 Q1 、 Q0 )的關(guān)系 , 即邏輯功能表如下圖所示 ( 表中 0表示燈滅狀態(tài) ,1表示燈亮狀態(tài) ) 。 開關(guān)控制 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器 六個(gè)指示燈 S1 S0 Q1 Q0 D6 D5 D4 D1 D2 D3 O O O O O O O O O O O O O 1 O O O 1 O 1 O O O O 1 O 1 O O O O O O 1 O O O O 1 O O O 1 O O 1 O 1 O O O O 1 O 1 O O O O O 1 1 CP CP CP CP CP CP 表 3.2 邏輯功能表 4 單元電路設(shè)計(jì) 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路可由 74LS160 構(gòu)成。 顯示驅(qū)動(dòng)電路由 6 個(gè)發(fā)光二極管和 6 個(gè)反相器構(gòu)成；譯碼電路由 3 線 8 線譯碼器 74LS138 和 6 個(gè)與非門構(gòu)成。74LS138 的三個(gè)輸入端 A2、 Al、 A0分別接 S1、 Q1、 Q0，而 Q1Q0 是三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 書 專 用 紙 第 4 頁(yè) 共 10 頁(yè) 輸出端。當(dāng) S1=0，使能信號(hào) A = G = 1， 計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為 00， 01， 10 時(shí)， 74LS138 對(duì)應(yīng)的輸出端 0Y 、 1Y 、 2Y 依次為 0 有效（ 4Y 、 5Y 、 6Y 信號(hào)為 “ 1” 無(wú)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(diǎn)亮示意汽車右轉(zhuǎn)彎。若上述條件不變，而 S1=1，則 74LS138 對(duì)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(diǎn)亮，示意汽車左轉(zhuǎn)彎。當(dāng) G = 0， A = 1 時(shí)， 74LS138 的輸出端全為 1， G6-G1 的輸出端也全為 1， 指示燈全滅； 當(dāng) G = 0,A = CP 時(shí)，指示燈隨 CP 的頻率閃爍。 電路圖如下圖所示 : 圖 4 尾燈電路 4 1 3 進(jìn)制 計(jì)數(shù)器 圖 4.1三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的實(shí)現(xiàn) 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 書 專 用 紙 第 5 頁(yè) 共 10 頁(yè) 計(jì)數(shù)器 74161的功能表如下 CLK RD LD 工作狀態(tài) EP ET * 0 * 置零 * * 1 0 預(yù)置數(shù) * * * 1 1 保持 0 1 * 1 1 保持 * 0 1 1 計(jì)數(shù) 1 1 表 4.1計(jì)數(shù)器 74161 功能表 4 2 脈沖產(chǎn)生電路 : 該電路是由 555 定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器，使其產(chǎn)生需要的方波作為觸發(fā)器和 數(shù)器的 CP 脈沖，由于電路對(duì)脈沖的精確度要求不是很高而晶體振蕩需要分頻，所以采用 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振 蕩器，電路及波形如下圖所示： 圖 4.2(a)多諧振蕩器電路 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 書 專 用 紙 第 6 頁(yè) 共 10 頁(yè) 圖 4.2(b)多諧振蕩器波形 4 3 譯碼電路 : 74LS138的引腳圖 圖 4.3(a)74LS138 引 腳 圖 用與非門組成的 3 線 -8線譯碼器 74LS138 圖 4.3(b) 3線 -8線譯碼器 74LS138 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 書 專 用 紙 第 7 頁(yè) 共 10 頁(yè) 3線 -8線譯碼器 74LS138 的功能表 表 4.3 74LS138功能表 無(wú)論從邏輯圖還是功能表我們都可以看到 74LS138的八個(gè)輸出引腳，任何時(shí)刻要么全為高電平 1芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個(gè)為低電平 0，其余 7個(gè)輸出引腳全為高電平 1。如果出現(xiàn)兩個(gè)輸出引腳同時(shí)為 0的情況，說(shuō)明該芯片已經(jīng)損壞。 當(dāng)附加控制門的輸出為高電平（ S 1）時(shí)，可由邏輯圖寫出 由上式可以看出，同時(shí)又是這三個(gè)變量的全部最小項(xiàng)的譯碼輸出，所以也把這種譯碼器叫 做最小項(xiàng)譯碼器。 71LS138有三個(gè)附加的控制端、和。當(dāng)、時(shí)，輸出為高電平（ S 1），譯碼器處于工作狀態(tài)。否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平，如表 3.3.5所示。這三個(gè)控制端也叫做 “片選 ”輸入端，利用片選的作用可以將多篇連接起來(lái)以擴(kuò)展譯碼器的功能。 帶控制輸入端的譯碼器又是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)分配器。在圖 3.3.8電路中如果把作為 “數(shù)據(jù) ”輸入端（同時(shí)），而將作為 “地址 ”輸入端，那么從送來(lái)的數(shù)據(jù)只能通過(guò)所指定的課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 書 專 用 紙 第 8 頁(yè) 共 10 頁(yè) 一根輸出線送出去。這就不難理解為什么把叫做地址輸入了。例如當(dāng) 101時(shí)，門的輸入端除了接至輸 出端的一個(gè)以外全是高電平，因此的數(shù)據(jù)以反碼的形式從輸出，而不會(huì)被送到其他任何一個(gè)輸出端上。 4 4 開關(guān)控制電路 : 圖 4.4 開關(guān)控制電路 對(duì)于開關(guān)控制電路 ， 設(shè) 74LS138 和顯示驅(qū)動(dòng)電路的使能端信號(hào)分別為 G 和 A， 根據(jù)總體 邏輯 功能表分析及組合得 G、 A 與給定條件 (S1、 S0、 CP) 的真值表 開關(guān)控制 CP 使能信號(hào) S1 So G A O O O 1 O 1 1 1 1 O 1 1 1 1 CP O CP 表 4.4 開關(guān)控制電路真值表 經(jīng)過(guò)整理得邏輯表達(dá)式 ： G = S1 S0 A=01SS S1S0 CP = CPSSSS0101 5 畫出完整電路圖 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 書 專 用 紙 第 9 頁(yè) 共 10 頁(yè) 圖 5汽車尾燈總體電路 6 元器件清單 7 參考文獻(xiàn) 1 謝嘉奎 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .第 4版 .北京 ： 高等教育出版社 1996. 2 彭介華 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) .第 1版 .北京：高等教育出版社 1997. 3 李振聲 實(shí)驗(yàn)電子技術(shù) .北京 ： 國(guó)防工業(yè)出版社 2001. 名稱 規(guī)格 數(shù)量 名稱 規(guī)格 數(shù)量 電阻 0.3K 1 發(fā)光二極管 LED 6 電阻 7K 1 555 定時(shí)器 NE555 1 電容 100F/25V 2 非門 74LS04 6 開關(guān) - 2 與非門 74LS00 8 電阻 200 6 JK 觸發(fā)器 - 2 或門 74LS86 1 非門 74LS86 1 譯碼器 74LS138 1 同步計(jì)數(shù)器 74LS161 1 課 程 設(shè) 計(jì) 報(bào) 告 書 專 用 紙 第 10 頁(yè) 共 10 頁(yè) 4 盧結(jié)成 電子電路實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用課題設(shè)計(jì) .合肥 ： 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社 2002 5 梁宗善 電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) .武漢 ： 華中理工大學(xué)出版社 1995. 6 何希才 新型電子電路應(yīng)用實(shí)例 .北京 ： 科學(xué)技術(shù)出版社 2005. 7 曾興文 高頻電子線路 .西安 ： 西安電子科技大學(xué)出版社 1995. 8 梁恩主、梁恩維 Protel 99 SE 電路設(shè)計(jì)與仿真應(yīng)用 .北京 ： 清華大學(xué)出版社 2002. 8 總結(jié) 8 1 本系統(tǒng)方案的優(yōu)缺點(diǎn) 本系統(tǒng)方案的優(yōu)點(diǎn)是：電路設(shè)計(jì)的比較簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)容易實(shí)現(xiàn)，電路讓使用者一目了然。讓使用者更容易理解和接受。 其缺點(diǎn)是：電路設(shè)計(jì)的有些地方比較復(fù)雜，比較難懂，而且好多電路在連接起來(lái)比較麻煩，在器件的連接上要注意，如果不注意的話就會(huì)出現(xiàn)電路的一些故障，而且電路在工作時(shí)候會(huì)出現(xiàn)短暫的不穩(wěn)定，此時(shí)容易造成元器件損壞，所以在安裝調(diào)試的時(shí)候一定要細(xì)心和小心。 8 2 心得體會(huì) 我做的 汽車尾燈 的設(shè)計(jì) 。 通過(guò)這次 課程 設(shè)計(jì)， 使 我 進(jìn)一步 加深了對(duì) 數(shù)字電子電路知識(shí)的理解，基本上掌握了 進(jìn)行一 個(gè)系統(tǒng) 設(shè)計(jì)所要經(jīng)歷的步驟 。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中首先對(duì)課題進(jìn)行分析、然后查閱資料、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、規(guī)劃、最后進(jìn)行說(shuō)明書的編寫等等。 這次設(shè)計(jì)使我對(duì) 數(shù)字電子技術(shù) 有 了更多的 認(rèn)識(shí)， 在剛開始 對(duì) 汽車尾燈 的設(shè)計(jì) 是一知半解 到現(xiàn)在 對(duì)其有了一定程度的理解。在本課程設(shè)計(jì)中主要有幾個(gè)是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在 :開關(guān)控制電路、 3 進(jìn)制計(jì)數(shù)器、多偕振蕩電路 .譯碼和顯示電路。課程 設(shè)計(jì)對(duì)我們的鍛煉是多方面的，除了對(duì) 汽車尾燈電路系統(tǒng) 設(shè)計(jì)過(guò)程熟悉外，還 需要 進(jìn)一步提高 自己的繪圖能力、 說(shuō)明書編輯 、 各種信息的分析 等等 ， 對(duì) Word 文檔的使用等多方面的能力。 本次課程設(shè) 計(jì) 作為大學(xué)階段一次重要的學(xué)習(xí)經(jīng)歷 ， 我 認(rèn)為 自己