汽车尾灯控制器设计

汽车尾灯控制器设计1.1设计要求

设计一个汽车尾灯控制器，实现对汽车显示状态的控制。假定在汽车尾部左右两侧各有3个指示灯，根据汽车运行状况，指示灯具有如下4种不同的显示模式：

汽车正向行驶时，左右两侧的指示灯全部处于熄灭状态。汽车向右转弯行驶时，右侧的3个指示灯按右循环顺序处于点亮。

汽车向左转弯行驶时，左侧的3个指示灯按左循环顺序处于点亮。汽车临时刹车时，左右两侧的指示灯同时处于闪烁状态。

1.2功能描述

根据设计要求，为了区分汽车尾灯4中不同显示模式，首先必须设置2个控制变量。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1所示.

1汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系

因为在汽车左、右转弯行驶时要求与之对应的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控制电平，按要求一次点亮3个指示灯。假定三进制计数器的状态用Q1和Q2表示，可得出描述指示灯DL1、DL2、DL3、DR1、DR2、DR3与开关控制变量K1、K0和计数器的状态Q1、Q0以及时钟脉冲CP之间关系的功能表，如表2所示（）表中指示灯的状态“1”表示点亮，“0”表示熄灭）。

2汽车尾灯控制器功能表

由上述功能分析可知，该汽车尾灯控制器可由尾灯显示模式控制电路、三进制计数器、译码电路、显示驱动电路和尾灯状态显示5部分组成，其结构框图如图3所示

3汽车尾灯控制器的结构框图

图3中，译码电路与显示驱动电路的功能是在模式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。1.3电路设计根据汽车尾灯控制器的功能描述，假定译码电路采用3-8线译码器74138，尾灯状态显示电路采用发光二极管（由6个发光二极管和6个电阻组成）模拟，显示驱动电路由6个与非门和6个反相器构成，三进制计数器采用JK触发器实现，可设计出汽车尾灯控制器的逻辑电路，如图4所示。

4汽车尾灯控制器的逻辑电路图

图4中，用虚线框将整个电路分为模式控制电路、三进制计数器、译码与显示驱动电路（译码电路和显示驱动电路）和尾灯状态显示4部分。下面对各部分电路的设计方法做简单介绍。

2.1模式控制电路

假定译码与显示驱动电路的控制信号分别为G和F，G与译码器74138的使能输入端G1相连接，F与显示驱动电路中与非门的一个输入端相连接。由前面的功能分析与描述可知，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5所示

5控制信号与模式控制变量、时钟脉冲的关系模式控制K1K0时钟脉冲CP电路工作状态00d汽车正向行驶（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出均为最低，反相器输出均为最高，尾灯全部熄灭）01d汽车向右转弯行驶（此时姨妈期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DR1、DR2、DR3在译码器输出作用下顺序循环点亮）10d汽车向左转弯行驶（此时姨妈期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DR1、DR2、DR3在译码器输出作用下顺序循环点亮）续表

根据表5所示关系，可求出控制信号G和F的逻辑表达式根据G和F的逻辑表达式刻画出模式控制电路图4（1）所示。

模式控制K1K0时钟脉冲CP电路工作状态11CP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CP通过显示驱动电路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CP作用下同时闪烁）2.2三进制计数器

三进制计数器的状态图如表6所示。假定采用JK触发器作为存储元件，则可设计出的逻辑如图4（Ⅱ）所示。

6三进制计数器的状态表现态Q1Q0次态Q1^(N+1)Q2^(N+1)00011011011000dd2.3译码与显示驱动电路

译码电路和显示驱动电路可分为用3-6线译码器74138和6个与非门、6个反相器构成，逻辑电路如图4所示。图中74138的输入端A2、A1、A0分别接K1、Q1、Q0。当图中G=F=1、K=0时，对应技术其状态Q1、Q0为00、01、10，译码器输出Y0、Y1、Y2依次为0，使指示灯DR1、DR2、DR3相连的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯按DR1→DR2→DR3的顺序依次被点亮，示意汽车右转弯；当图中G=F=1、K1=1时，对应计数器状态Q1Q0为00/01/10，译码器输出Y4、Y5、Y6依次为0，使与指示灯DL3、DL2、DL1对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯DL3→DL2→DL1顺序依次被点亮，示意↓↑

汽车左转弯；当图中G=0、F=1时，译码器输出全1，使所有指示灯相连的反相器输出全部为高电平，指示灯全部熄灭，示意汽车正向行驶；当图中G=0、F=CP时，所有指示灯随CP的频率闪烁。从而实现4种不同模式下的尾灯状态显示。2.4尾灯状态显示电路

尾灯状态显示电路可由6个发光二极管和6个电阻组成，逻辑电路如图4所有。图中，当反相器的输出为低电平时，相应发光二极管点亮。3功能仿真4总结一、在此次课程设计中完成了下述工作：汽车尾灯控制电路是一种应用极为广泛的设备，具有极好的性价比。在进行设计的过程中，发现整个电路的结构并不是太复杂。整个电路主要由四部分组成：时钟脉冲发生器，触发器，逻辑控制门及发光管驱动电路。其中，时钟脉冲发生器在电路中有极重要的作用，能够通过计算得到需要的脉冲，使其发出不同的频率产生不一样的脉冲。这样才能使电路更好的工作，是控制发光管的一项主要装置之一。而在这之中，如何设置电容和电阻就显得至关重要。其次，准确地设定逻辑控制门也很重要，直接决定了变色发光管能否正常工作以及能否达到设计的要求。再次，对脉冲分配器的选择也起着很大作用。在设计的过程中应该本着元件通用化，成品化，以满足大规模生产的要求，以便在日后产品的更新维护能够更好的方便的进行。同时也要尽量减少设计过程中竞争冒险现象出先的概率。使产品在使用过程中能够稳定的运行，达到良好的无故障率。在焊接的过程中要保证焊接坚固，防止在实验的过程中出现短路或开路状态，来减少实验中的不稳定现象的出现。二.课程设计体会一周的课程设计很快就结束了，总的说来收获不小，不能说设计的过程中是一帆风顺的，开始时是设计阶段也没太在意，后来到动手的时候觉得遇见了好多没想到的问题，平时在书本上划的很熟练的一些电路，当拿到Multisim12.0上进行仿真时就回错误百出。开始时让我极为的伤头，在课程设计的第二天我专门的对Multisim12.0软件进行了操练，当我熟悉了之后用起来就比较得心应手了。也发现用计算机软件进行设计的好处，使产品的设计成本大大的降低。我想这也是最吸引我们的地方，当真正的进行产品大规模生产时利润是相当大的。当我投入设计时才发现乐在其中，这次实验是我们对书本中学到的各个部分原理的一次综合的运用，在书本中我们看那些原理有老师的讲解我们理解起来并不一定十分的困难，但是当我们将那些知识综合运用的电路的设计中确实有了很多意想不到的困难。实践出真知，通过这次电路的设计让我学到了书本中没有的很多东西，我想最主要的就是一种综合能力的提升。我认为这样的电路设计很有现实意义，这样的教学方法对于提升同学们的综合运用能力也是行之有效的，是非常值得推广的。如果在讲课过程中能够运用部分内容穿插一些小设计，或者让同学们自己回去设计一些小电路，并且通过老师的指导演示出来，我想不仅能调动同学的学习积极性，而且还能培养出同学们的创新设计能力。比如这次设计，如果能够让同学们能够演示出来就更好了。如果老师讲课时能够将各种难题能够用软件模拟可以让我们更好的理解。课程设计是一个增长知识的课堂，在此过程当中不断的认识自己，了解自己，提高自己，无论是在学习和生活中都要有所收获，真正的做到整个实验过场对自己整个人