汽车尾灯控制电路设计

基于555多谐振荡器的汽车尾灯控制电路 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 摘要 本次设计的汽车尾灯控制电路是用数字电路实现的。汽车尾灯显示控制电路是汽车尾灯电路的重要组成部分，主要完成控制与驱动功能，具体电路由三进制计数器电路、汽车行驶状态开关模拟电路和汽车行驶状态显示电路三部分组成。 在本次设计中，使用555多谐振荡器来制作电路脉冲产生器，产生时钟脉冲CP。在三进制计数器电路部分用到了数字电路中的触发器、时序逻辑电路的设计和卡诺图的化简，使用到JK触发器芯片74LS76；在汽车行驶状态开关模拟电路部分则用到了组合逻辑电路中译码器及逻辑门电路，使用到3-8译码器芯片74LS138、与门芯片74LS08、与非门芯片74LS00和或门芯片74LS32等；在汽车行驶状态显示电路中用发光二极管模拟显示汽车正常行驶、左转、右转和紧急刹车的四种状态。 关键词：数字电路555多谐振荡器三进制计数器触发器发光二极管 开关控制电路 目录 一绪论    1 1.1课题研究背景及意义    1 1.2国内外研究现状及发展趋势    1 1.2.1研究状况    1 1.2.2发展趋势    1 1.3本文主要工作安排与 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 论述及方案确定    2 1.3.1主要工作安排    2 1.3.2设计任务与设计要求    2 1.3.3方案论述与确定    3 二基本理论知识    5 2.1主要芯片介绍    5 2.1.1 555定时器    5 2.1.2 与非门74LS00    6 2.1.3异或门74LS136    7 2.1.4 JK触发器74LS76    8 2.1.5 3线～8线译码器74LS138    12 2.2 各单元电路设计    13 2.2.1 555时钟脉冲电路设计    13 2.2.2三进制循环控制电路设计    15 2.2.3 开关控制电路设计    16 2.2.4译码及显示驱动电路设计    17 三总体电路设计    19 3.1总体汽车尾灯控制电路设计原理图    19 3.2汽车尾灯控制电路的主要工作原理    19 四电路测试与仿真    21 五总结    25 参考文献    26 附录    27 一绪论 1.1 课题研究背景及意义 在现代社会中，汽车已成为不可缺少的交通工具，其不单单是一种代步工具，还是一种社会生活水平的象征。但是，汽车在带给我们方便的同时，也带来了大量的交通事故。据有关部门统计，大量事故都是在几条道路的转弯处发生或是因为前面的车辆突然间刹车，后面的车辆没有及时注意等情况下发生的，所以汽车尾灯作为一种警示灯，其重要性就体现出来了。 老式汽车尾灯通常基于传统的机械和纯电路的控制方式，完全取决于尾灯系统所采用的硬件来保证它的正常工作，一旦电路老化或者因为机械振动而引起的接触问题以及机械元件变形将不能及时触发电路电源开关，从而导致电路出现故障，这类问题是经常发生的，而除了选用更好的硬件系统元件外几乎没有别的可靠的方法来避免这类故障的发生，于是，选用智能型的元件来进行系统的设计，增加系统的稳定性和可控制性是非常必要且有重要意义的[1]。 1.2 国内外研究现状及发展趋势 1.2.1研究状况 现代汽车尾灯是19世纪90年代末由美国哥伦比亚号汽车把电灯作为前灯和尾灯，最早提出的一种尾灯结构形式。它是在汽车尾灯逐步进步的基础上发展起来的，其中包含了尾灯的光源及其控制系统、反射镜、照射镜等。随着氙气灯的使用，驾驶的安全性与舒适性得到很大的改善，不仅有助于缓解人们夜间驾驶的紧张与疲劳，而且克服了驾驶人员的安全问题并使汽车的尾灯使用寿命加长。 现代汽车尾灯控制电路一般是用基于微处理器的硬件电路结构构成，但因为硬件电路存在局限性，不能随意的更改电路的功能和性能，所以可靠性不高，因此对汽车尾灯控制系统的发展带来了一定的局限性。目前，汽车尾灯控制电路是一种应用极为广泛的设备，具有很好的性价比[2]。 1.2.2发展趋势 汽车技术的发展趋势是电子化、智能化、信息化和集成化。当前国际汽车市场上，汽车电子化竞争非常激烈，电子控制系统的应用十分普遍。统计数据 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，在国外著名汽车制造厂商中，每辆汽车平均消耗电子产品费用占整车的30%左右，其中光微处理器多达50多个，越是高档汽车电子化程度越高。汽车电子最显著特征是向控制系统化推进。用传感器、微处理器MPU、执行器、数十甚至上百个电子元器件及其零部件组成的电控系统，正获得极其广泛的市场[3]。 随着计算机技术发展,国外大型车灯控制公司已开始采用智能仿真设计[4]。据报道，德国的BO SCH公司、HELLA公司和日本的小糸车灯公司等都已采用仿真设计[5]。自20世纪90年代以后，随着CAD、CAM技术发展,尾灯电路出现配光仿真设计，并采用复杂的三维空间光线光路计算[6]，但国内外公开发表的文献不多[7]。 随着汽车工业的发展，汽车尾灯控制电路的发展也日新月异，一体化、轻型化、智能化、美观化已成为汽车尾灯及其控制电路的必然趋势[8-9]。 1.3 本文主要工作安排与方案论述及方案确定 1.3.1主要工作安排 研究汽车尾灯控制电路是本文的重点，其主要工作安排如下： 首先，主要阐述本文研究的背景、意义、国内外研究现状及发展趋势；其次，提出两种不同的设计方案，通过计算比较采用较优的设计方案；再次，对所选方案中芯片进行介绍及设计各单元电路；最后，把各单元电路进行整合优化，得出总的设计电路图，达到预期的设计要求，并对所设计的电路进行仿真。 1.3.2设计任务与设计要求 （1）设计任务 设计一个汽车尾灯控制电路，用六个发光二极管模拟汽车尾灯（左右各三个），用开关S1、S0选择控制汽车正常运行、右转弯、左转弯和刹车时尾灯的情况。 （2）设计要求 设计构成一个控制汽车六个尾灯的电路，用六个指示灯模拟六个尾灯（汽车每侧三个灯），并用两个拨动式（乒乓）开关作为转弯信号源；一个兵乓开关用于指示右转弯，一个乒乓开关用于指示左转弯，如果两个乒乓开关都被接通，说明驾驶员是一个外行，紧急闪烁器起作用。右转弯时三个右边的灯应动作，左边的灯则全灭，右边的灯如图4.1（a）所示，周期性明亮与暗，一周约需一秒，对于左转弯，左边灯的操作应相类似；当紧急闪烁起作用时，六个尾灯大约以1Hz的频率一致地闪烁着亮与暗。同时，电路还用一个开关模拟脚踏制动器，制动时，若转弯开关未合上（或错误地将两个开关均合上的情况）所有六个尾灯均连续燃亮，在转弯的情况下，三个转向的尾灯应正常动作，另三个尾灯连续亮。另一个开关模拟停车，停车时，全部尾灯亮度为正常的一半。 表1-1  汽车尾灯显示状态变化表 开关控制 运行状态 左转弯 右转弯 S1 S0 左边尾灯 D1 D2 D3 右边尾灯 D4 D5 D6 0 0 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 1 1 临时刹车 所有尾灯同时闪烁         1.3.3方案论述与确定 在设计初期共提出两种设计方案： 方案一 本方案利用晶振分频电路实现时钟脉冲信号CP，触发移位寄存器74LS197，从而使移位寄存器循环输出状态信号，再配合六个与非门实现对刹车和正常运行等运行情况时尾灯的闪烁情况控制，实现灯的循环点亮。其系统框图见图1-1所示。 图1-1  方案一系统框图 方案二 本方案设计采用555定时器实现时钟脉冲电路，产生触发由JK触发器构成的三进制计数器的脉冲信号CP，实现三进制循环；将三进制计数器的输出信号作为74LS138译码器地址端的输入信号，从而实现对灯的循环控制。通过对输入地址码的改变使译码器的不同输出端有效，再配合六个与非门实现对刹车和正常运行等运行情况时灯的闪烁情况控制，其中闪烁的频率控制由555定时器设计完成，而对于转弯时尾灯的循环点亮则由三进制计算器的输出作为3~8译码器的地址输入端实现。其系统框图见图1-2所示。 S1S2S3S4 图1-2方案二的系统框图 在方案模拟时发现，方案一可能存在竞争冒险，这将会使尾灯在闪烁时出现不自然的中间过程。方案二电路结构简单，成本低，且稳定性较好，所以选用此方案。 二基本理论知识 2.1 主要芯片介绍 2.1.1 555定时器 555定时器是美国Signetics公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个5kΩ的电阻而得名。此电路后来竟风靡世界。目前，流行的产品主要有4个：BJT两个：555，556（含有两个555）；CMOS两个：7555，7556（含有两个7555）。555定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范。 555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V～16V工作，7555可在3V～18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容[13]。其内部电路框图及外引脚排列图见图2-1与2-2。 2-1 图2-2555定时器的内部电路框图及外引脚排列图 555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555定时器的内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放电管T及功率输出级。它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3。 555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC/3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器C2的输出为0，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则C1的输出为0，C2的输出为1,可将RS触发器置0，使输出为0电平。 它的各个引脚功能如下： 1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。 2脚：低触发端。 3脚：输出端Vo。 4脚：是直接清零端。当端接低电平时基电路不工作，此时不论TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。 5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。 6脚：TH高触发端。 7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5V～16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3V～18V。 2.1.2与非门74LS00 与非门是与门和非门的结合，先进行与运算，再进行非运算。与运算输入要求有两个，如果输入都用0和1表示的话，那么与运算的结果就是这两个数的乘积。如1和1（两端都有信号），则输出为1；1和0，则输出为0；0和0，则输出为0。与非门的结果就是对两个输入信号先进行与运算，再对此与运算结果进行非运算的结果。如图2-2和图2-3为与非门两种逻辑符号表示。在图2-2和图2-3中，A、B为输入端，C为输出端。 图2-2  与非门逻辑符号1 图2-3  与非门逻辑符号2 与非门的状态方程为: 。其真值表如表2-1所示。 表2-1  与非门真值表 A B C 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0       由与非门真值表2-1可得：输入有0则输出1，输入全为1才输出0。 本次设计中用到的74LS00是常用的2输入4与非门集成电路芯片，它的作用就是实现一个与非门，其引脚图见图2-4。 图2-4  74LS00引脚图 设计中使用的引脚及实现功能为: 。 2.1.3异或门74LS136 异或门（Exclusive-OR gate，简称XOR gate，又称EOR gate、EXOR gate）是数字逻辑中实现逻辑异或的逻辑门，有2个输入端、1个输出端。若两个输入的电平相异，则输出为高电平1；若两个输入的电平相同，则输出为低电平0。图2-5和图2-6分别为异或门的两种逻辑符号表示。 图2-5异或门逻辑符号1 图2-6异或门逻辑符号2 本次设计中用到的异或门集成芯片为74LS136，为3输入4异或门集成电路芯片，其引脚图见图2-7。表2-2为其真值表。 图2-7  74LS136引脚图 表2-2  74LS136真值表 A1 B1 Y1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0       设计中74LS136中使用的引脚即实现的功能为： 。 2.1.4 JK触发器74LS76 JK触发器是数字电路触发器中的一种电路单元。JK触发器具有置0、置1、保持和翻转功能，在各类集成触发器中，JK触发器的功能最为齐全。在实际应用中，它不仅有很强的通用性，而且能灵活地转换其他类型的触发器。由JK触发器可以构成D触发器和T触发器。图2-8为JK触发器的逻辑符号。 JK触发器的状态方程为： （2-1） 这里 表示现态， 表示次态。现态表示时钟脉冲来到之前的触发器的输出状态，次态表示时钟脉冲来到之后的状态[10-11]。 图2-8  JK触发器逻辑符号 1、钟控JK触发器的电路如图2-9所示，门G1和G2构成基本RS触发器，门G3和G4构成触发器引导电路。 图2-9钟控JK触发器电路图 由图可见： 当CP=0使， ， ，触发器的状态保持不变。当CP=1时， ， ，触发器接受输入激励，发生状态转移。根据基本触发器的状态方程 （2-2） 可以得到当CP=1时 （2-3） 式（2-3）为钟控JK触发器的状态方程。 2、主从型JK触发器电路图如图2-10所示。它由两个可控RS触发器串联组成，分别称为主触发器和从触发器。J和K是信号输入端。时钟CP控制主触发器和从触发器的翻转。 图2-10主从JK触发器 当CP=0时，主触发器状态不变，从触发器输出状态与主触发器的输出状态相同。 当CP=1时，输入J、K影响主触发器，而从触发器状态不变。当CP从1变成0时，主触发器的状态传送到从触发器，即主从触发器是在CP下降沿到来时才使触发器翻转的。下面分四种情况来 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 主从型JK触发器的逻辑功能。 (1) J=l，K=l 设时钟脉冲到来之前(CP=0)触发器的初始状态为0。这时主触发器的R=K，Q=0；S=J， ，时钟脉冲到来后(CP=l)，主触发器翻转成1态。当CP从1下跳为0时，主触发器状态不变，从触发器的R=0，S=1，它也翻转成1态。反之，设触发器的初始状态为1。可以同样分析，主、从触发器都翻转成0态。可见，JK触发器在J=1，K=1的情况下，来一个时钟脉冲就翻转一次，即 ,具有计数功能。 (2) J=0，K=0 设触发器的初始状态为0，当CP=1时，由于主触发器的R=0，S=0，它的状态保持不变。当CP下跳时，由于从触发器的R=1，S=0，它的输出为0态，即触发器保持0态不变。如果初始状态为1，触发器亦保持1态不变。 (3) J=1，K=0 设触发器的初始状态为0。当CP=l时，由于主触发器的R=0，S=1，它翻转成1态。当CP下跳时，由于从触发器的R=0，S=1。也翻转成1态。如果触发器的初始状态为1，当CP=1时，由于主触发器的R=0，S=0，它保持原态不变；在CP从1下跳为0时，由于从触发器的R=0，S=1，也保持1态。 (4) J=0，K=1 设触发器的初始状态为1态。当CP=1时，由于主触发器的R=1，S=0，它翻转成0态。当CP下跳时，从触发器也翻转成0态。如果触发器的初始状态为0态，当CP=1时，由于主触发器的R=0，S=0，它保持原态不变；在CP从1下跳为0时，由于从触发器的R=1，S=0，也保持0态。 本次设计中使用的JK触发器集成芯片为74LS76，74LS76是带有预置和清零输入的双JK触发器，属于下降沿触发的边沿触发器，其特性方程同样为 。74LS76触发器的引脚如下图2-11所示，共16个引脚，其功能表和真值表分别见表2-3和表2-4。 图2-11  74LS76引脚图 J K Qn+1 功能 0 1 Qn 保持 0 1 0 置0 1 0 1 置1 1 1 Qn 计数（翻转）         表2-3  74LS76功能表 表2-4  74LS76真值表 J K Qn+1 0 0 Qn 0 1 0 1 0 1 1 1 Qn       2.1.5 3线～8线译码器74LS138 译码器是一种具有“翻译”功能的逻辑电路，这种电路能将输入二进制代码的各种状态，按照其原意翻译成对应的输出信号。有一些译码器设有一个和多个使能控制输入端，又成为片选端，用来控制允许译码或禁止译码。 74LS138是一种译码器，由于74LS138有3个输入端、8个输出端，所以，又称为3线～8线译码器。三个输入端CBA共有8种状态组合（000—111），可译出8个输出信号Y0—Y7。这种译码器设有三个使能输入端，当E1与E2均为0，且E1为1时，译码器处于工作状态，输出低电平。当译码器被禁止时，输出高电平。 当一个选通端E1为高电平，另两个选通端E2和E3为低电平时，可将地址端A、B、C的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。比如：ABC=110时，则Y6输出端有效，输出低电平信号。 图2-12所示为74LS138的引脚图。图中A、B、C为译码地址输入端；E1、E2、E3三个端口为选通端；Y0～Y7为译码输出端（低电平有效）。表2-5为3线～8译码器74LS138的功能表。 图2-12  74LS138的引脚图 表2-5  74LS138的功能表 使能端 输入 输出 E3 E2/E1 A B C /Y0 /Y1 /Y2 /Y3 /Y4 /Y5 /Y6 /Y7 X H X X X H H H H H H H H L X X X X H H H H H H H H H L L L L L H H H H H H H H L L L H H L H H H H H H H L L H L H H L H H H H H H L L H H H H H L H H H H H L H L L H H H H L H H H H L H L H H H H H H L H H H L H H L H H H H H H L H H L H H H H H H H H H H L                           表中H表示高电平，L表示低电平。在本次设计中，通过控制3线～8线译码器74LS138的输出端有效(低电平)输出，选择性点亮发光二级管。 2.2 各单元电路设计 2.2.1 555时钟脉冲电路设计 由于555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率稳定，不易受干扰[12]。而且本次控制电路的设计中对脉冲精度要求不高，只要能实现可调即可。故在该单元电路设计中选择采用555定时器构成多谐振荡器作为脉冲产生电路。 多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器[13-14]。 由555定时器构成的多谐振荡器如图2-13所示，R1，R2和C1是外接定时元件，电路中将高电平触发端（THR）和低电平触发端（TRI）并接后接到R2和C1的连接处，将放电端（DIS）接R1，R2的连接处。 图2-13  555定时器构成多谐振荡器的电路原理图 由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器C1两端电压UC为低电平，小于（1/3）Vcc，故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出端（OUT）输出UO为高电平，放电管截止。这时，电源经R1，R2对电容C1充电，使电压Uc按指数规律上升，当Uc上升到（2/3）Vcc时，输出Uo为低电平，放电管导通，把Uc从（1/3）Vcc上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关。充电时间常数为（R1＋R2）C1。 由于放电管导通，电容C1通过电阻R2和放电管放电，电路进人第二暂稳态.其维持时间TPL的长短与电容的放电时间有关，放电时间常数随着C的放电，Uc不断下降，当Uc下降到（1/3）Vcc时，输出Uo为高电平，放电管截止，Vcc再次对电容C1充电，电路又翻转到第一暂稳态。可以理解，接通电源后，电路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出端可得矩形波。电路一旦起振后，Uc电压总是在（1/3～2/3）Vcc之间变化。图2-14所示为其工作波形。 图2-14555定时器构成多谐振荡器的工作波形 根据图2-14可以确定振荡周期为：T=TPH+TPL； TPH对应充电时间为：TPH=0.7（R1+R2）C； TPL对应充电时间为：TPL=0.7R2C； 振荡周期为：T=TPH+TPL=0.7(R1+R2)C； 振荡频率为：f=1/T。 当取R1=10K,R2=510K,C=1Uf时,可算出产生的频率为1HZ,即使得振荡周期为1S。 2.2.2 三进制循环控制电路设计 要实现三进制计数，其状态图如表2-6所示。 表2-6三进制计数器的状态表 现态Qn 次态Qn+1 Q1 Q0 Q1 Q0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0         根据JK触发器的状态激励方程 可得出：J=Q0n  K=Q1n 三进制计数器可由两个JK触发器连接实现。其电路图如2-15所示。 图2-15 JK触发器构成的三进制计数器电路图 在设计中使用一片集成JK触发器芯片74LS76来构成三进制计数器。 2.2.3 开关控制电路设计 因为设计中要控制汽车的八种运行状态，所以要通过|四个开关的不同闭、合组合来表示八种不同的状态。假设四个控制开关分别为SW1、SW2、SW3、SW5。 图2-16开关控制电路 2.2.4显示驱动电路设计 译码电路采用74LS138、六个与非门和六个反相器组成。74LS138的三个输入端C、B、A分别接入S0、Q1、Q0,当S1=1，S0=0时，使能端信号A=G=1,计数器的状态为00、01、10时，译码器对应输出端Y0、Y1、Y2依次为低电平有效,经与非门及使得与R3、R4、R5相连的指示灯d1d2d3按顺序循环点亮，示意汽车左转弯。同理当S1=0，S0=0的时候指示灯d4d5d6按顺序循环点亮，示意汽车右转弯。当G=0,A=1时，74LS138的输出端全为1，为高电平，此时指示灯全灭，示意汽车正常行驶。而当G=0,A=CP时，所有指示灯将随CP的频率循环闪烁，示意汽车紧急刹车。其译码显示驱动电路图如图2-17所示。 图2-17译码显示驱动电路图 2.2.5译码与触发电路 译码电路采用74LS138、六个与非门和六个反相器组成。74LS138的三个输入端C、B、A分别接入S0、Q1、Q0,当S1=1，S0=0时，使能端信号A=G=1,计数器的状态为00、01、10时，译码器对应输出端Y0、Y1、Y2依次为低电平有效,经与非门及使得与R3、R4、R5相连的指示灯d1d2d3按顺序循环点亮，示意汽车左转弯。同理当S1=0，S0=0的时候指示灯d4d5d6按顺序循环点亮，示意汽车右转弯。当G=0,A=1时，74LS138的输出端全为1，为高电平，此时指示灯全灭，示意汽车正常行驶。而当G=0,A=CP时，所有指示灯将随CP的频率循环闪烁，示意汽车紧急刹车。 三总体电路设计 3.1 总体汽车尾灯控制电路设计原理图 根据第二章中各单元电路的设计，将555定时器构成的多谐振荡器、三进制循环控制电路、开关控制电路和译码及显示驱动电路进行整合调试得到所设计的汽车尾灯控制电路的总原理图，如图3-1所示。 3.2 汽车尾灯控制电路的主要工作原理 汽车尾灯控制电路主要由开关控制电路，三进制计数器，译码电路，显示、驱动电路及555时钟脉冲电路构成。开关控制电路由异或门、二输入与非门和三输入与非门等构成；三进制计数器设计成用两片JK触发器构成；译码电路用3线—8线译码器74LS138和6个与非门构成；显示、驱动电路由6个发光二极管和6个反向器构成；555时钟脉冲电路由555定时器及电阻、电容构成。 汽车左转弯或右转弯时，在555多谐振荡器所产生的时钟脉冲触发下，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循环点亮。这样就实现了设计电路所需实现的功能。 两个可控制的开关SW1、SW2，可产生0 0、0 1、1 0、1 1四种状态。 1、开关置为0 0状态时，表示汽车处于正常运行状态，所有尾灯全部熄灭。 2、开关置为0 1状态时，表示汽车处于右转弯状态，尾灯按d4d5d6顺序循环点亮。 3、开关置为1 0状态时，表示汽车处于左转弯状态，尾灯按d1d2d3顺序循环点亮。 4、开关置为1 1状态时，表示汽车处于刹车状态，所有尾灯随时钟脉冲CP同时闪烁。 例如开关SW2闭合，SW1断开，即开关SW2 SW1=10，与开关相连的异或门输出为高电平“1”，此时使得3—8译码器的使能端E3有效，3线—8线译码器正常工作；译码器的地址端C端与开关SW1相连，因为SW1断开，所以SW1端为“0”，而三进制计数器在多谐振荡器的输出脉冲触发下实现00—01—10的三进制循环，即译码器的BA两端口输入信号依次为00—01—10，结合此时C端输入信号“0”，则译码器译码地址输入端CBA信号分别为000—001—010，经译码器译码后，译码器输出端Y0—Y1—Y2循环为低电平（输出有效），此时D1—D2—D3被循环点亮。因开关S0断开，译码器C端为低电平，所以D4—D5—D6熄灭。这样就完成了汽车左转弯时尾灯的控制。同理得到在开关SW2SW1=00、SW2SW1=01、SW2SW1=11时所设计的电路同样能实现汽车尾灯正常行驶、右拐弯和紧急刹车控制的功能。 四电路测试与仿真 用EWB软件对所设计的汽车尾灯控制电路进行测试和仿真： 由于在EWB中发光二极闪烁不明显，导致观察不方便，所以用RED PROBE代替发光二极管。汽车四种行驶状态的仿真结果如下图所示。 图4-1紧急刹车的仿真电路图 开关S1、S0都闭合，汽车紧急刹车，所有尾灯D1—D6循环闪烁。 图4-2正常行驶仿真电路图 开关S1、S0都断开，汽车正常行驶，所有尾灯D1—D6熄灭。 图4-3右拐弯仿真电路图 开关S1断开，S0闭合，汽车右拐弯，尾灯D4—D6循环闪烁，D1—D3熄灭。 图4-4左拐弯仿真电路图 开关S1闭合，S0断开，汽车左拐弯，尾灯D1—D3循环闪烁，尾灯D4—D6熄灭。 五总结 三周的电工实习，学到了不少东西，动手能力得到了提高，更重要的是有了一种精益求精的追求，获益匪浅，而且理解了一个道理，什么都是一门学问！需要学的东西很多，而且有些东西，比如元器件选择，并不是在短时间就能掌握的，必需靠长时间的练习去把握，理解。所以任务对我们来说显得很重。 在设计过程中，经常会遇到这样那样的情况，就是心里想老着这样的接法可以行得通，但实际接上电路，总是实现不了，因此耗费在这上面的时间用去很多。我做课程设计同时也是对课本知识的巩固和加强，由于课本上的知识太多，平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，而且考试内容有限，所以在这次课程设计过程中，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。平时看课本时，有时问题老是弄不懂，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。 而且还可以记住很多东西。比如一些芯片的功能，平时看课本，这次看了，下次就忘了，通过动手实践让我们对各个元件映象深刻。认识来源于实践，实践是认识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。所以这个期末测试之后的课程设计对我们的作用是非常大的。经过三个星期的实习，过程曲折可谓一语难尽。在此期间我们也失落过，也曾一度热情高涨。从开始时满富盛激情到最后汗水背后的复杂心情，点点滴滴无不令我回味无长。生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。劳动是人类生存生活永恒不变的话题。通过实习，我才真正领略到“艰苦奋斗”这一词的真正含义，我才意识到老一辈电子设计为我们的社会付出。我想说，设计确实有些辛苦，但苦中也有乐，在如今单一的理论学习中，很少有机会能有实践的机会，但我们可以，而且设计也是一个团队的任务，一起的工作可以让我们有说有笑，相互帮助，配合默契，多少人间欢乐在这里洒下，大学里一年的相处还赶不上这十来天的合作，我感觉我和同学们之间的距离更加近了；我想说，确实很累，但当我们看到自己所做的成果时，心中也不免产生兴奋；正所谓“三百六十行，行行出状元”。我们同样可以为社会作出我们应该做的一切，这有什么不好？我们不断的反问自己。也许有人不喜欢这类的工作，也许有人认为设计的工作有些枯燥，但我们认为无论干什么，只要人生活的有意义就可。 通过汽车尾灯控制电路的设计，使我了解到数字电路及其芯片的应用面广，功能强大，使用方便，并且已经广泛地应用在各种机械设备和生产过程的各个方面。本次基于数字电路的汽车尾灯控制电路设计经过了整体分析、模块化分析、整体与模块的分析结合这样三个步骤，最终实现了设计要求的功能。在设计过程中通过利用软件对设计电路进行测试和仿真，使我更进一步的掌握了该软件的应用。这一次汽车尾灯控制电路的课程设计，使我受益匪浅。通过对自己在大学所学的知识的回顾，并发挥对所学知识的理解和思考及书面表达能力，最终完成目标了。这为自己今后进一步学习，积累了一定的宝贵经验。把知识转化为能力的实际训练，培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。 真心感谢曹老师不厌其烦的醍醐贯耳的谆谆教导，大学里能遇到曹老师如此负责任，是我们的大学里无形的财富，大学因这次实习更多姿多彩。 参考文献 [1]姚福安.电子电路设计与实践[M].山东:山东科学技术出版社，2002. [2]谢自美.电子线路设计·实验·测试[M].华中科技大学出版社，2004. [3]屠其非.LED用于汽车尾灯的展望[J].光源与照明，2001，(01):3-5. [4]黄杨程,苏志林,朱晓东.新型LED汽车倒车灯的仿真设计[J].《照明工程学报》，2007，(03):52-54. [5]梁恩主编.Protel 99SE电路设计与仿真应用[M].北京：清华大学出版社，2000. [6]罗建政.现代汽车照明系统[J].河南科技，2010，(24):6-19. [7]孙梅生.电子技术基础设计[M].高等教育出版社，2008. [8]康华光主编.数字电子基础[M].北京：高等教育出版社，1999. [9]杨志亮.Protel DXP电路原理图设计技术[M].山西：西北工业大学出版社，2002. [10]《中国集成电路大全》编写委员会.中国集成电路大全TTL集成电路[M].北京国防工业出版社， 1985. 附录 汽车四种运行状态下尾灯控制电路原理图: （电路图是在PROTEL 99 SE软件中完成的） 图一正常行驶 图二紧急刹车 图三左拐弯 图四右拐弯