汽车尾灯控制电路设计

1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流汽车尾灯控制电路设计.精品文档.毕业设计论文作 者： 学 号： 系 部： 电 子 信 息 学 院 专 业： 设计题目： 汽车尾灯控制器的电路设计 指导教师： 评阅老师： 完成时间： 2010 年 3 月 29 南京题目：汽车尾灯控制器的电路设计摘要：电子技术分为模拟电子技术与数字电子技术两大类。模拟信号指在时间和数值上都是连续变化的信号；数字信号指在时间上和数值上都是离散的信号。处理模拟信号的电路称为模拟电路（analogcircuit），处理数字信号的电路称为数字电路（digitalcircuit）。随着科学技术的飞速发展，数字技术成为发展

2、最快的技术之一。资料显示：以18个月为周期，数字电路器件的性能就要提高一倍。数字技术的普及推广，标志着信息化社会的到来。数字电路的主要特点有：（1）采用二进制数，电路中只有0和1两种对立的状态存在。电路结构简单、性能稳定、分析方便、抗干扰能力强。（2）在数字运算的基础上，可以进行逻辑运算与比较，应用广泛；随着电路中数字位数的增加，运算精度相应提高，可进行较高精度的运算。（3）与模拟电路分析方法不同：模拟电路以分析微弱信号的放大、变换为主；数字电路以分析输入、输出信号的逻辑关系为主。关键词：汽车尾灯，控制器，模拟汽车尾灯控制器的电路设计目     

3、; 录1 绪论. 32 功能描述.   32.1汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系 32.2汽车尾灯控制器功能描述. 4 2.3汽车尾灯控制器的VHDL程序实现. 53 单元电路设计. 113.1秒脉冲电路的设计. 113.2开关控制电路的设计. 123.3三进制计数器电路的设计 133.4译码与显示驱动电路的设计 153.5尾灯状态显示电路的设计 164 电路总图. 164.1汽车尾灯控制器电路的工作原理 164.2参数计算与器件选择. 175 元器件清单. 176 设计体会及建意. 18 致谢及参考文献. 20。1绪论课程设计作为数字电子技术和模拟电子技术课程的重要组

4、成部分，目的是一方面使我们能够进一步理解课程内容，基本掌握数字系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养我们的实际动手能力以及分析、解决问题的能力。    另一方面也可使我们更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型数字系统的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高电路分析和设计能力。通过实践引导我们在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。    通过设计，一方面可以加深我们的理论知识，另一方面也可以提高我们考虑问题的全面性，将理论知识上升到一个实践的阶段。设计是工科学生面对的重要课题，

5、经历这个过程才能真切感受到工科的魅力，拉近与生产的距离。2功能描述2.1汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系    为了区分汽车尾灯的4种不同的显示模式，需设置2个状态控制变量。假定用开关K1和K0进行显示模式控制，可列出汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系，如表2.1所示。  表2.1汽车尾灯和汽车运行状态开关控制  汽车运行状态 右转尾灯 左转尾灯 K1     K0  D1 D2 D3  D4 D5 D6 0 

6、     0 正常运行 灯灭 灯灭 0      1 右转弯 按D1、 D2、 D3顺序循环点亮 灯灭 1      0 左转弯 灯灭 按D4、D5、D6顺序循环点亮 1      1 临时刹车 所有尾灯同时闪烁 2.2汽车尾灯控制器功能描述 

7、60;  在汽车左右转弯行驶时由于3 个指示灯被循环顺序点亮，所以可用一个三进制计数器的状态控制译码器电路顺序输出高电平，按要求顺序点亮3个指示灯。设三进制计数器的状态用Q1和Q0表示，可得出描述指示灯D1、D2、D3、D4、D5、D6与开关控制变量K1、K0，计数器的状态Q1、Q0以及时钟脉冲CP之间关系的功能表如表2.2所示（表中指示灯的状态“1”表示点亮，“0”表示熄灭）。    根据以上设计分析与功能描述，可得出汽车尾灯控制器的结构框图。整个电路可由秒脉冲电路、开关控制电路、三进制电路、译码与显示驱动电路、尾灯状态显示5部分组成。表2.2汽车尾灯

8、控制器功能表控制变量K1 K2 计数器状态Q1Q0 汽车尾灯   D1   D2   D3 D4   D5   D6 0   0 d      d 0    0    0 0    0    0 0  

9、; 1 0      00      11      0 0    0    00    0    00    0    0 1    0    00  

10、60; 1    0 0    0    1 1   0 0      00      11      0  0    0    10    1    01   

11、; 0    0 0    0    00    0    00    0    0 1   1 d      d cp    cp   cp cp    cp   cp

12、        2.3汽车尾灯控制器的VHDL程序实现1. 汽车尾灯控制器实体设计程序LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;ENTITY QWK IS PORT(LH, RH，JMH，CP:IN std_logic; LD，RD:OUT std_logic); END QWK;2. 汽车尾灯控制器结构体设计程序ARCHITECTURE QWK_arc OF QWK IS type state_TYPE is (QA,QB,QC,QD); SIGNAL current_state:state_

13、TYPE:=QA;BEGIN PROCESS(LH,RH,JMH) BEGIN WAIT UNTIL CP'EVENT AND CP=1' CASE current_state IS WHEN QA=> IF LH='1' AND RH='0' AND JMH='0' THEN current_state<=QB; ELSIF LH='0' AND RH='1' AND JMH='0' THEN current_state<=QC; ELSIF LH='0&

14、#39; AND RH='0' AND JMH='0' THEN current_state<=QA; RD<='1' LD<='1' ELSE current_state<=QD; END IF ;WHEN QB=> IF LH='1' AND RH='0' AND JMH='0' THEN current_state<=QB; RD<='1' LD<=CP; ELSE current_state<=QA; EN

15、D IF ;WHEN QC=> IF LH='0' AND RH='1' AND JMH='0' THEN current_state<=QC; RD<=CP; LD<='1' ELSE current_state<=QA; END IF ;WHEN QD=> IF JMH='1' OR (LH='1') AND (RH='1') THEN current_state<=QD; LD<=CP; RD<=CP; ELSE curre

16、nt_state<=QA; END IF ; END CASE;END PROCESS ;END QWK_arc;。3单元电路设计    3.1秒脉冲电路的设计   方案一：石英晶体振荡器；   此电路的振荡频率仅取决于石英晶体的串联谐振频率fs，而与电路中的R、C的值无关。所以此电路能够得到频率稳定性极高的脉冲波形，它的缺点就是频率不能调节，而且频带窄，不能用于宽带滤波。此电路非常适合秒脉冲发生器的设计，但由于尽量和课堂知识联系起来，所以没有采用此电路。方案二：由555定时器构成的多谐振荡器；&#

17、160;   由555定时器构成的多谐振荡器。555定时器的管脚图如图3.1所示。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，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度的影响很小。所以由555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率稳定，不易受干扰。因此采用此方案。图3.1 555定时器的引脚图      图3.1 555定时器的引脚图3.2开关控制电路的设计    设译码器与显示驱动电路的使能控制信号为G和F，G与译码器74LS138的使能输入端G1相连接，F与显

18、示驱动电路中与非门的一个输入端相连接。由总体逻辑功能可知，G和F与开关控制变量，K1、K0以及时钟脉冲CP之间的关系如表3.1所示。根据表3.1所示关系，可求出使能控制信号G和F的逻辑表达式为    表3.1  使能控制信号与开关控制变量、时钟脉冲的关系开关控制K1 K0 时钟脉冲CP 使能控制信号G   F 电路工作状态 0   0 d 0   1 汽车正常行驶（此时译码器不工作，译码器输出全部为高，显示驱动电路中的与非门输

19、出均为低，反相器输出均为高，尾灯全部熄灭） 0    1 d 1   1 汽车右转弯行驶（此时译码器在计数器控制下工作，显示驱动电路中的与非门输出取决于译码器输出，右侧尾灯D1、D2、D3在译码器输出作用下顺序循环点亮） 1    0 d 1   1 汽车左转弯行驶（此时译码器在计数器控制下工作，显示驱动电路中的与非门输出取决于译码器输出，左侧尾灯D4、D5、D6在译码器输出作用下顺序循环点亮） 1

20、0;   1 cp 0   cp 汽车临时刹车（此时译码器不工作，译码器输出全部为高，时钟脉冲通过显示驱动电路中的与非门作用到反相器输出端，使左右两侧的指示灯在时钟脉冲作用下同时闪烁）      根据G和F的逻辑表达式，可画出开关控制电路。3.3三进制计数器电路的设计    三进制计数器的状态表如表3.2所示。表3.2 三进制计数器的状态表现态Q1  Q0 次态 0     0

21、0     11     01     1 0     11     00     0d     d  方案一：由J-K触发器构成的三进制计数器；   由于电路中只需采用一片双J-K触发器7476芯片即可（7476芯片引脚图如图3.7所示），因此电路结构简单，成本低，所

22、以选用此方案。    方案二：由D触发器构成的三进制计数器；   两个D触发器可由一片双D触发器7474芯片实现（7474芯片引脚图如图3.9所示），以及7400与非门和7404非门来实现此电路。 由于电路结构较之上一方案有点复杂，而且需要三个芯片（至少两个），成本较高，因此不采用此方案。  ； 图3.9 7474芯片引脚图。图3.7 7476芯片引脚图Vcc 2CR   2D 2Ck 2St   2Q -2Q    双D触发器74LS

23、7414   13   12   11   10   9    8    ）                          1    2  

24、60; 3    4    5    6    7    1Cr 1D 1Ck   1St 1Q -1Q   GND 3.4译码与显示驱动电路的设计    译码与显示驱动电路的功能是：在开关控制电路输出和三进制计数器状态的作用下，提供6个尾灯控制信号，当译码驱动电路输出的控制信号为低电平时，相应指示灯点亮。因此，译码与显示驱动电路可用74LS138(其功能表如表3.3所示)、6

25、个与非门和6个反相器构成。图中，译码器74LS138的输入端C、B、A分别接K1、Q1、Q0。当图中G=F=1、K1=0时，对于计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯D1、D2、D3对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯D1、D2、D3依次顺序点亮，示意汽车右转弯；当图中G=F=1、K1=1时，对于计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯D4、D5、D6对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯D4、D5、D6依次顺序点亮，示意汽车左转弯；当图中G=0，F=1时，译码器输出为全1，使所有指示灯对应的反相器输出全部为高电平，指示灯

26、全部熄灭；当图中G=0，F=cp时，所有指示灯随cp的频率闪烁。实现了4种不同模式下的尾灯状态显示。表3.3 74LS138译码器的功能真值表。【74LS138译码器引脚图】3.5尾灯状态显示电路的设计    尾灯状态显示电路可由6个发光二极管和6个电阻组成，图中，当6个反相器的输出为低电平时，相应发光二极管被点亮。4电路总图： 4.1汽车尾灯控制器电路的工作原理    其工作原理图如图4.1所示，经过以上所述的设计内容及要求的分析，可以图4.1汽车尾灯控制器电路原理图将电路分为以下几部分：    首先，

27、通过555定时器构成的多谐振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号，该脉冲信号用于提供给双J-K触发器构成的三进制计数器和开关控制电路中的三输入与非门的输入信号。    其次，双J-K触发器构成的三进制计数器用于产生00、01、10的循环信号，此信号提供左转、右转的原始信号。    最后，左转、右转的原始信号通过6个与非门，6个非门以及7410提供的高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右的3个汽车尾灯上。得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需功能4.2参数计算与器件选择    （1）电阻：由于f=1.43/

28、(R1+2R2)C=1Hz                            (4.1)所以选取R1=0.3K，R2=7K，C1=C2=100F，其他电阻可选为100即可。   （2）电容：如上所述，电容均选100F/25V。   。5元器件清单表5.1 元器件清单名称 规格

29、 数量 电阻 0.3K 1  7K 1  100 8 电容 100F/25V 2 开关 - 2 发光二极管 LED(共阳) 6 555定时器 NE555 1 74LS00 - 2 74LS04 - 2 74LS10 - 1 74LS76 - 1 74

30、LS86 - 1 74LS138 - 1 表5.2 元器件引脚图74ls8674ls0474ls10. 6 心得体会及建议6.1 心得体会本次课程设计是我目前收获最大的一次课程设计。我是工学专业的学生，设计是我们将来必需的技能，这次课程设计恰恰给我们提供了一个应用自己所学知识的机会，从到图书馆查找资料到对电路的设计对电路的仿真再到最后电路的成型，都对我所学的知识进行了检验。可以说，本次课程设计有苦也有甜。 设计思路是最重要的，只要你的设计思路是成功的，那你的设计已经成功了一半。因此我们应该在设计前做好充分的准备，像查找详细的资料，为我们设计的成功打下坚实的基础。 制作过程是一个考验人耐心的过程，不能有丝毫的急躁，马虎，对电路的调试要一步一步来，不能急躁，因为是在电脑上调试，比较慢，又要求我们有一个比较正确的调试方在整个电路的设计过程中，花费时间最多的是各个单元电路的连接及电路的细节设计上，如CP脉冲的供给通断等。在多种方案的选择中，我们仔细比较分析其原理以及可行的原因，最后还是在老师的耐心指导下，使整个电路可稳定工作。设计过程中，我深刻的体会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很可能相当烦琐，有时花很长时间设计出来的电路还是需要重做，那时心中未免有点灰心，有时还特别想放弃，此时更加需要静下心，查找原因。 总体来说，这次