数字电路大作业-汽车尾灯控制器设计.doc

数字电路大作业 -汽车尾灯控制器设计 目录1、 设计目的及要求2、 工作原理、系统方框图3、 各部分选定方案及电路组成、相关器件说明4、 调试过程5、 设计结论6、 设计心得与总结7、 参考文献8、 附录一：总体器件表及相关器件的功能表、管脚分布 附录二：总体设计图 附录三：仿真结果附录四：小组各成员所做工作说明一设计目的与要求目的： 灵活运用学过的计数器、触发器、译码电路等方面的知识，独立完成从设计、选片、连线、调试、排除故障到实现一个数字系统的全过程，详细书写实验报告。通过综合设计性实验，培养灵活运用所学知识解决比较复杂的实际问题的能力。要求：设计一个汽车尾灯控制器。汽车尾部左右两侧各有3个指示灯。根据汽车运行情况， 指示灯有4种显示模式：（1）汽车正向行驶，所有指示灯全部熄灭。（2）汽车右转弯，右侧的三个指示灯按右循环模式顺序点亮。（3）汽车左转弯，左侧的三个指示灯按左循环模式顺序点亮。（4）临时刹车，左右两侧的指示灯同时处于闪烁状态。附加功能：（1） 响应节能减排的号召，设立10s计时器。左右转超过10秒，灯就灭。（2） 夜行时，灯全亮。开关状态运行状态左灯321右灯654s2s1s0000前行灭101右行灭依次654亮110左行依次123亮灭011刹车闪烁001夜行全亮2 工作原理、系统方框图u 工作原理l 运用译码器实现开关状态所对应的功能开关的闭合实现l 运用计数器的原理实现10s的计时功能来控制灯暗灭l 运用触发器的原理实现灯的顺序点亮。u 系统图开关信号译码器控制开关显示灯状态发光二极管 各种电键 计时功能 左行或右行3 各部分选定方案及电路组成、相关器件说明（1） 开关选择系统 38译码器：（74ls38）开关状态运行状态s2s1s0000前行101右行110左行011刹车001夜行（2） 计时系统10秒计数器（74290：异步清零模10计数器）:（下边沿触发）原理图：设计图：（3） 显示系统(核心)1. 左顺序亮灯运用d触发器（上升沿触发）1. 设置三个灯的信号y3.y2.y1。用0表示灭。用1表示亮。d3.d2.d1表示三个触发器的状态。实现：000001011111 的状态改变。 列有效状态的真值表：y3y2y1y3(n+1)y2(n+1)y1(n+1)d3d2d1000001001001011011011111111111000000 列卡诺图：d3:y3y2y1000111100111x1xx0x化简：d3=y3y2d2:y3y2y1000111100011x1xx0xd2=y3y1d1：y3y2y1000111100111x1xx0xd1=y3 仿真图 仿真波形2. 右行同理。将y1改为y6，y5改为y2,y1改为y4如图：仿真图：仿真波形：3. 刹车时闪烁亮灯方案一：直接将各个灯直接与cp方波信号相连。方案二：运用d触发器：74hc74非门：74ls04三输入与门：74ls11构建三位移位寄存器 cp y0 y1 y2 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0d0= q2q1q0d2=q1d1=q0可实现移位出现闪烁功能。考虑到简便性：选择方案一4. 夜行系统：三八译码器输入001，译中f1，通过非门，输出高电平到六盏灯上使其都处在高电平，实现六盏灯全亮。同时接通摄像头的电路。（4） 实际行驶过程与开关信号的不同显示的实现1.方向盘上左转键o1启动，输出一个高电平1，通过非门，使信号110分别输送到s2，s1， s0.同时启动译码器。2.右转键o2启动，输出一个高电平1，同理，输送101到s2.s1.s0。同时启动译码器。3.刹车板上有o3，踩刹车时，启动o3，输出一个高电平1同理输送011到s2.s1.s0。同时启动译码器。4.夜行时，键o4启动，输出一个高电平1同理输送001到s2.s1.s0。同时启动译码器。（5） 使能端控制信号cp与其他系统的关系一将3-8译码器输出的低电平信号输送到ts三态门使能端以此来控制cp端的信号输出与否。开关状态 运行状态说明s2s1s0显示系统cp端ts门显示系统clr端译码器使能端计数器cp000前行。正常行驶 此时译码器不工作。灯全熄灭 cp1010101右行。此时译码器输出为f5为低电平，驱动cp010cp110左行。此时译码器输出为f6为低电平cp010cp011刹车cp0100001夜行cp00（6） 运用数据选择器综合系统实现控制灯的亮灭：c0：左转或右转系统输出的信号c1：方波信号控制信号ab输出信号c00c001c1用六个数据选择器分别接在六个灯上控制输入信号。仿真图：4. 调试过程问题1：用三八译码器输出号来控制左右转的电路转化。出现无法停止左右转电路。解决方案：用ts三态门将三态门信号接到使能端实现控制转化功能。问题2.刹车时的cp信号与左右转显示系统控制信号控制不了一个灯的暗灭。出现冲突解决方案：1。另外设置6个灯（x） 2. 利用数据选择器。（v）问题3：3-8译码器的输入与输出不匹配：例如001f5。011-f7.分析输入顺序出错。解决方案：将输入倒叙问题4：实验仿真图过大。cp端相连不变。逻辑不清解决方案：保存各部分元件，实现器件分装。具体方法：comfiler编译成功后，保存,点击file ,单击create default symbol。实现。问题5：除了闪烁。左右转顺序亮的情况外其他情况灯全亮。左循环的灯的波形出现一直高。解决方案是：发现是顺序问题。参照问题3。问题6：出现000状态后123灯不暗。解决方案：将3-8译码器的f0输出控制左右转电路5. 设计结论本次设计基本实现了尾灯的各种亮法。利用非门将实际行驶过程中的信号转化成开关信号，用3-8译码器实现功能的信号输出，通过2-4数据选择器来实现不同的控制信号。利用三态门实现电路的断开。利用触发器的原理设计灯的显示系统。基本实现功能：（1）汽车正向行驶，所有指示灯全部熄灭。（2）汽车右转弯，右侧的三个指示灯按右循环模式顺序点亮。超时后，自动熄灭。（3）汽车左转弯，左侧的三个指示灯按左循环模式顺序点亮。超时后，自动熄灭。（4）临时刹车，左右两侧的指示灯同时处于闪烁状态。（5）夜行时，灯全亮。设计最后的原理图：6. 设计心得与总结陈晨：刘智月：遇慧璁：七附录1：一、74ls11 3三输入与门二、74ls138引脚图74hc138管脚图:74ls138为3 线8 线译码器，共有 54/74s138和 54/74ls138两种线路结构型式，其工作原理如下： 当一个选通端（g1）为高电平，另两个选通端（/(g2a)和/(g2b)）为低电平时，可将地址端（a、b、c）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。 利用 g1、/(g2a)和/(g2b)可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。 若将选通端中的一个作为数据输入端时，74ls138还可作数据分配器用与非门组成的3线-8线译码器74ls1383线-8线译码器74ls138的功能表无论从逻辑图还是功能表我们都可以看到74ls138的八个输出引脚，任何时刻要么全为高电平1芯片处于不工作状态，要么只有一个为低电平0，其余7个输出引脚全为高电平1。如果出现两个输出引脚同时为0的情况，说明该芯片已经损坏。三、d触发器双触发器四、三态门原理：三态门，三态电路是一种重要的总线接口电路。这里的三态，是指它的输出既可以是一般二值逻辑电路的正常的“0”状态和“1”状态，又可以保持特有的高阻抗状态，第三种状态高阻状态的门电路 （高阻态相当于隔断状态）。 处于高阻抗状态时，其输出相当于断开状态，没有任何逻辑控制功能。三态电路的输出逻辑状态的控制，是通过一个输入引脚 实现的。当g为低电平输入时，三态电路呈现正常的“0”或“1”的输出；当g为高电平输入时，三态电路给出高阻态输出。五、二五十进制异步计数器直接置0（异步清0）： r0 (1) r0 (2)1 ； s9 (1) s9 (2)0直接置9（异步置9）： s9 (1) s9 (2)1计数： r0 (1) r0 (2)0 ； s9 (1) s9 (2)0cpa下降沿， q0为模2计数cpb下降沿， q3q2q1为模5计数6、 六反向器七、四输入与门八、二输入端四与非门附录二：总体设计图 附录三：仿真结果附录四：小组