数电_《汽车尾灯显示控制电路设计》课程设计说明书.doc
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1、汽车尾灯显示控制电路设计课程设计说明书 1 题题 目目: : 汽车尾灯显示控制电路设计汽车尾灯显示控制电路设计 初始条件:初始条件: 本设计基于数字电子技术基础实验,通过自行设计电路图并在电脑上利用 Multisim10 软件进行仿真。电路所用元件:NE555,74LS00,74LS04,74LS09,74194,发光二极管 6 个,电阻电容若干。 要求完成的主要任务要求完成的主要任务: : 设汽车尾部左右两侧各有 3 个指示灯(用发光管模拟),要求是: 1.汽车正常行驶时,尾灯全部熄灭。 2.当汽车右转弯时,右侧 3 个指示灯按右循顺序点亮。 3.当汽车左转弯时,左侧 3 个指示灯按左循顺序
2、点亮。 4.临时刹车时,所有指示灯同时闪烁。 时间安排:时间安排: 第 20 周:理论讲解理论设计,实验室安装调试以及撰写设计报告; 地点:鉴主 15 楼通信工程实验室 指导教师签名:指导教师签名: 年年 月月 日日 系主任(或责任教师)签名:系主任(或责任教师)签名: 年年 月月 日日 汽车尾灯显示控制电路设计课程设计说明书 2 目目 录录 摘 要 1 ABSTRACT.2 1 原理电路设计 .3 1.1 电路性能要求.3 1.2 设计方案选择.3 1.2.1 时钟产生电路.3 1.2.2 循环移动电路 3 1.2.3 控制电路 .5 1.2.4 逻辑指示电路 .5 1.3 单元电路设计 5
3、 1.3.1 时钟产生电路.5 1.3.2 循环电路.6 1.3.3 控制电路.7 1.3.4 逻辑电平指示电路.8 1.4 完整电路及主要工作原理 9 1.4.1 完整电路图.9 1.4.2 主要原理 .9 1.5 元件参数 .10 2 仿真结果分析 14 2.1 时钟脉冲产生电路仿真14 2.2 循环电路仿真15 2.3 总电路仿真16 2.3.1 左右转弯尾灯循环仿真 16 2.3.2 刹车尾灯闪烁仿真 18 3 实物和仿真性能 20 4 收获、体会和建议 21 5 主要参考文献 22 6 元器件清单 23 汽车尾灯显示控制电路设计课程设计说明书 1 摘 要 本汽车尾灯显示控制电路 设计
4、采用 555 产生方波脉冲, 由 74LS 系列芯片构成的 电路实现了汽车尾灯显示控制电路 ,LED 灯实现显示电路 。本设计的主要功能是: 汽车正常行驶时,尾灯全部熄灭;当汽车右转弯时,右侧 3 个指示灯按右循顺序点亮; 当汽车左转弯时,左侧 3 个指示灯按左循顺序点亮;临时刹车时,所有指示灯随时间脉 冲同时闪烁。本实验设计方案原理简单且易于实现。 汽车尾灯显示控制电路设计课程设计说明书 2 Abstract This is a display of controlling circuit of car light design .Using a NE555 to generate squa
5、re-wave pulses. The car light display control circuit is designed by the chip of 74LS series. LED lights display circuit is used as realization. The primary function of this design is: when driving, the lights are all out; when the car turns right, the right of three lights turn on in the order of r
6、ight indication; when the vehicle turns left, the left of three lights turn on in the order of left indication; temporary brakes, all lights flashing in the same frequency as the time pulse. The simple experimental design is simple and easy to implement. 汽车尾灯显示控制电路设计课程设计说明书 3 汽车尾灯显示控制电路设计 1 原理电路设计 1
7、.1 电路性能要求 1.汽车正常行驶时,尾灯全部熄灭。 2.当汽车右转弯时,右侧 3 个指示灯按右循顺序点亮。 3.当汽车左转弯时,左侧 3 个指示灯按左循顺序点亮。 4.临时刹车时,所有指示灯随时间脉冲同时闪烁。 1.2 设计方案选择 1.2.1 时钟产生电路 方案一:时钟电路采用由门电路构成的多谐振荡器来实现。其振荡频率取决于电路 中的 R、C 值,在实际实物实现中稳定性不够,频率调节精确度难以把握。 方案二:此课程设计中所需要的时钟信号约为 1HZ,由于 555 定时器内部的比较器 灵敏度高输出驱动电流大,功能灵活,且采用差分电路形式,其振荡频率受电源电压和 温度的影响很小,改变 R、C
8、 的值就能够改变其频率所以由 555 定时器构成的多谐振荡 器频率稳定且易于调节。 综合稳定性和调节可实现性,故本设计采用方案二。 1.2.2 循环移动电路 方案一:采用 JK 触发器和 3 线-8 线译码器 74LS138 以及必要的门电路来实现。两个 JK 触发器的输出段来实现三进制计数器电路即 000110。两个输出端分别连接 汽车尾灯显示控制电路设计课程设计说明书 4 74LS138 的 A0 和 A1 端口。A2 端口与开关 S1 相连,起到控制作用。74LS138 通过编译 对应输出高低电平,从而来控制 6 个 LED 灯的亮灭情况。 图 1 方案一 循环移动电路 方案二:采用四位
9、双向移动移位寄存器 74LS194,当 S1接低电平二 S0接高电平时芯 片,加入时钟信号即可实现数据右移的功能。QD经过一个非门与清零端相接。当 QD为 高电平时,即可实现清零,从而开始下一个循环。电路如图 2 所示。 图 2 方案二 循环移动电路 方案选择:对方案一和方案二进行比较后可知,和方案一相比,方案二的电路相对 简单且容易实现,所用的芯片数量较少且不需要经过复杂的设计过程即可实现电路所需 的功能。本报告选择方案二。 汽车尾灯显示控制电路设计课程设计说明书 5 1.2.3 控制电路 本设计采用三个复位键A、B、C代表三种不同的情况。当A按下时代表左转弯,当C 按下时代表右转弯,当B按
10、下是代表临时刹车,由适当的门电路的组合来对实现对发光二 极管和74LS194的控制。 1.2.4 逻辑指示电路 本设计采用6个发光二极管来代替汽车尾灯进行逻辑电平显示。 1.3 单元电路设计 1.3.1 时钟产生电路 由 NE555 构成多谐振荡器,电路如图 3 所示。 图 3 时钟产生电路 接通电源之前,由于 555 定时器组成的多谐振荡器处没有工作电源,不能正常工作, 输出为高阻态,不能提供时钟脉冲。当接通电源瞬间,多谐振荡器被触发。其内部的初 始状态是随机的,因此接通电源瞬间多谐振荡器的输出电平也是随机的。接通电源后当 汽车尾灯显示控制电路设计课程设计说明书 6 其内部状态稳定,以脚与脚
11、均为低电平时的状态开始讨论,根据 555 定时器的特性, 输出跳变到高电平。其内部放电三极管截止,电容 C3 通过电阻 R3 和 R4 被电源充电。 当电容两端电压上升到 2/3Vcc 时,脚与脚的电位也上升到 2/3Vcc,根据 555 定时器 的特性,输出端脚变为低电平,同时放电三极管导通,此时电容 C3 可以通过 R4 和三 极管放电,使其两端电压下降。当脚与脚的电位下降到 1/Vcc 时,输出端电位又跳变 到高电平。就这样一直重复上述过程循环往复,产生一定频率的谐振波,根据 R、C 的参 数不同其振荡的频率可以调整。由多谢振荡器频率公式 f=1/(ln2(R1+R2)C+ln2R2C)
12、 1.43/(R1+2R2)C 可知,这里取 R1=43K,R2=50K,C=10uF,滤波电容为 0.01uF。时钟电 路产生的信号频率约为 1HZ。 1.3.2 循环电路 汽车左转弯时,在右转弯开关控制下,右侧三个尾灯如图 4 所示右循环点亮。 图 4 汽车尾灯右循环亮灭 汽车左转弯时,在左转弯开关控制下,左侧三个尾灯也如图4所示周期性亮灭。由 74LS194移位寄存器构成的循环移动电路,可实现此功能,即QAQBQC按 100110111000循环移动,当1时发光二极管熄灭,当0是发光二极管点亮。电路有 时钟脉冲信号控制。电路图如图5所示。 汽车尾灯显示控制电路设计课程设计说明书 7 图
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