汽车尾灯控制器设计

1、课程设计成果说明书题 目：汽车尾灯控制器设计 学生姓名： 学 号： 111310129 学 院：浙江海洋学院东海科学技术学院班 级： C11电气 指导教师： 沈晓群 浙江海洋学院教务处2013年3月25日摘要：本课题设计一个汽车尾灯的控制电路。该电路由两个开关进行控制，分别对应着正常运行、右转、左转、临时刹车功能。当左转时，左侧的3个汽车尾灯按照左循环的顺序依次点亮。当右转时，右侧的3个汽车尾灯按照右循环的顺序依次点亮。当刹车时，汽车所有的尾灯同时闪烁。主要阐述了通过555系列来制作脉冲产生器，任意进制的计数器和译码器的改用等一系列方法，以及显示驱动和模式控制的电路设计。 9目录1 概述 &#

2、183; · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 12 方案论证及设计原理 · · · · · · · · · · · · · · · · &#

3、183; · · · · · 13 电路单元模块设计 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 24 系统电路总图及原理 · · · · · · · · · · · 

4、3; · · · · · · · · · · 45 经验体会 · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·56 参考文献 · · · · · · &#

5、183; · · · · · · · · · · · · · · · · · 61 概述本文介绍了一种通过 TTL 系列逻辑门级时序逻辑芯片设计模拟汽车尾灯工作情况电路的方法。主要阐述了通过555系列来制作脉冲产生器,任意进制的计数器和译码器的改用等一系列方法,以及显示驱动和模式控制的电路设计。设计通过发光二极管模拟汽车尾灯来实现了汽车在行驶时候的四种情况:正常行驶, 左拐弯,右拐弯,紧急刹车。2 方案论证及设计原理2.1 方

6、案确定与论证汽车尾灯控制器的常见电路形式有两种：基于集成门电路构成的电路系统和基于单片机系统构建的控制电路。方案一：单片机成本较低，其外围电路的元器件价格也不高，但系统软硬件设计相对比较复杂，运用单片机控制方案，该系统硬件设计包含扩展电路部分和系统配置电路部分，软件设计又要注意算法的合理选择和程序的优化设计，所以该系统电路软硬件设计工作量都相对较大。方案二：集成门电路系统稳定性高，结果再现性好，系统分析与设计相对较为容易。虽然由于其电路实现过程较为简单，必须根据逻辑代数规则对系 统进行设计，但是次汽车尾灯控制电路逻辑变量简单，状态少，因此电路结构简单，所用芯片少，成本也不高。 综合以上考虑及现

7、有知识，选择方案二来搭建汽车尾灯控制电路。2.2 设计原理2.2.1 汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系 设置两个状态控制变量来区分汽车尾灯的四种不同的显示模式。假定用开关S0，S1 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。尾灯与汽车运行状态控制表(1为开关断开，0为开关闭合)开关控制运行状态左尾灯右尾灯S1 S0DL1 DL2 DL3DR4 DR5 DR6 0 0正常运行灯灭灯灭0 1右转弯灯灭按D4D5D6顺序循环点亮1 0左转弯按D3 D2 D1顺序循环点亮灯灭1 1临时刹车所有尾灯随时钟CP同时闪烁 表2-1 3 电路单元模块设计整个电路有五

8、个模块构成:CP脉冲信号、三进制计数器、开关控制、译码器、显示电路。3.1 脉冲产生模块用555定时器组成多谐振荡器作为脉冲电路。如图3-1图3-1输出脉冲频率 f =1.43/ ( R8 + 2 R7)C，T=1/f由上述公式可知为了保证输出脉冲周期约为0.36秒,可以令 R8=10K R7=510K C1=1uF C2=1uF 可以来防止外界信号的干扰,VCC=5V 其中3为脉冲输出口。3.2 开关控制模块两个开关S1,S2分别通过串接一个电阻与 VCC相接,另一端与地相接就可以实现控制输出为 0与1 的功能了,如图 3-2 图 3-23.3 译码输出模块通过两个开关的断开与闭合来实现四种

9、功能的切换,三八译码器 74LS138可将三进制码的三种状态对应输出。 图3-3-1 74LS138管脚图表3-3-1 74LS138功能表 图3-3-2 74LS138译码电路图3-3-3 74LS138功能表3.4 模式控制模块逻辑开关 S1 S0脉冲作用 CP使能信号 E F电路理论工作状态0 0无0 1译码器不工作,输出均为高,与门输出为高 尾灯全部熄灭0 1无1 1译码器在控制器作用下工作,显示驱动取决 于译码输出,右尾灯循环点亮1 0无1 1译码器在控制器作用下工作,显示驱动取决 于译码输出,左尾灯循环点亮1 1CP0 CP译码器不工作,输出均为高,时钟信号经过 与门使尾灯全部共同

10、闪烁3.5 译码与显示驱动电路该电路的功能是:在模式控制电路输出 和三进制计数器状态下,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,相应指示灯亮。逻辑电路如图3-5。 当图中 E=F=1 、S1=0 时,对应计数器状态状态 Q1,Q0为00,01,10,译码器出依次为0,使得与指示灯 DR4 ,DR5 ,DR6 对应的反相器输出依次为低电平,从而使指示灯 DR4DR5DR6 ,依次顺序点亮,示意汽车向右转弯。同理,当图中E=F=1 、S1=1 时,指示灯 DL3 DL2DL1 ,依次顺序点 亮,示意汽车向左转弯。 当图中 E=0 ,F=1 时,译码器输出为全1,使所有指示

11、灯对应的反相器 输出依次为高电平,指示灯全部熄灭。当图中 E=0 ,F=CP 时,所有指示灯随着 CP 的频率闪烁。 从而实现了4种不同模式下的尾灯状态显示。图3-5 逻辑电路4 系统电路总图及原理4.1 系统电路总图：将以上分析的各模块结合起来,并用proteus 软件画出来和仿真。如图4.1 4.2 电路分析该电路只用逻辑门构成,结构简单、稳定性好。由555定时器组成多谐振荡器产生的脉冲让三进制计数器进行循环计数,开关控制输入的高低电平进而控制译码器的输出,与此同时开关还控制作用于二极管的电平,通过二极管的工作来模仿汽车尾灯在四种情况下的工作。 图4 系统电路总图5 经验体会5.1设计中遇到的一系列问题和解决方案由于以前没有接触过该类设计，在实验时常出现接线线路错误，或是线路正确接好后实验效果的偏差或错误。但经过在网上查找资料和相关设计后都可以解决。从总体上来说这一次的课程设计是相对比较成功的。5.2设计体会通过这一次为期两周的课程设计，我体会到学习不单单是看懂书上的东西，还要把书上的知识活学活用，不能死记硬背，按本照搬。弄懂一个东西需要从各方面寻找资料，不能局限于书上的知识。电路设计过程中，可以先把整个电路拆分成几个模块的设计，这样不仅简化了设计的难度，也使思路更将清晰。像这个设计就是分成五个模块:CP脉冲信号、三进制计数器、开关控制、译码器、显示电路。6参考文献1 阎石数