汽車(chē)尾燈課程設(shè)計(jì)--汽車(chē)led尾燈的控制器電路

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　設(shè)計(jì)課題任務(wù)和要求……………………………… 2</p><p>　　總體方案選擇的論證……………………………… 2</p><p>　　單元電路的設(shè)計(jì)…………………………………… 4</p><p>　　總體電路圖、功能單元電路圖 …………………

2、… 6</p><p>　　組裝與調(diào)試………………………………………… 9</p><p>　　所設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)以及改進(jìn)意見(jiàn)…………………… 11</p><p>　　所用元器件的編號(hào)列表……………………………… 11</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………… 11</p><p>　　收

3、獲、體會(huì)和建議…………………………………… 12</p><p>　　附錄…………………………………………………… 12</p><p>　　一、設(shè)計(jì)課題任務(wù)和要求</p><p>　　本課題設(shè)計(jì)一個(gè)汽車(chē)LED尾燈的控制器電路。該電路由四個(gè)電鍵控制，分別對(duì)應(yīng)著左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、剎車(chē)和檢查功能。</p><p>　　當(dāng)接通左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)電鍵時(shí)，左側(cè)或右側(cè)

4、的3個(gè)汽車(chē)尾燈按照左循環(huán)或右循環(huán)的順序依次點(diǎn)亮。</p><p>　　當(dāng)接通剎車(chē)電鍵時(shí)，汽車(chē)所有的尾燈點(diǎn)亮。</p><p>　　當(dāng)接通檢查電鍵時(shí)，汽車(chē)所有的尾燈同時(shí)閃爍（0.5—1S/次）。</p><p>　　二、總體方案選擇的論證</p><p>　　為了區(qū)分汽車(chē)尾燈的4種不同的顯示模式，我們?cè)O(shè)置4個(gè)狀態(tài)控制變量。假定用開(kāi)關(guān)K1、K2、

5、K3、K4進(jìn)行顯示模式控制，可列出汽車(chē)尾燈顯示狀態(tài)與汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系，如下表1所示。</p><p>　　表1 汽車(chē)尾燈和汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)</p><p>　　在汽車(chē)左右轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)由于3 個(gè)指示燈被循環(huán)順序點(diǎn)亮，所以可用一個(gè)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)控制譯碼器電路順序輸出高電平，按要求順序點(diǎn)亮3個(gè)指示燈。設(shè)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)用Q1和Q0表示，可得出描述指示燈D1、D2、D3、D4、D5、D6與開(kāi)關(guān)

6、控制變量K1、K0，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)Q1、Q0以及時(shí)鐘脈沖CP之間關(guān)系的功能表如表2所示（表中指示燈的狀態(tài)“1”表示點(diǎn)亮，“0”表示熄滅）。</p><p>　　表2 汽車(chē)尾燈控制器功能表</p><p>　　根據(jù)以上設(shè)計(jì)分析與功能描述，可以得出汽車(chē)尾燈控制器的結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示。</p><p>　　圖1 汽車(chē)尾燈控制器的結(jié)構(gòu)框圖</p><

7、p><b>　　三、單元電路的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 秒脈沖電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。由于555定時(shí)器內(nèi)部的比較器靈敏度高，輸出驅(qū)動(dòng)電流大，功能靈活，而且采用差分電路形式，它的振蕩頻率受電源電壓和溫度的影響很小。所以由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器的振蕩頻率穩(wěn)定，不易受干擾。</p><p

8、>　　根據(jù)多諧振蕩器周期表達(dá)式，可取、、,可使TS。</p><p>　　3.2 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表如下表所示。</p><p>　　三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表</p><p>　　上表狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)方程為：</p><p>　　由D觸發(fā)器構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器：兩個(gè)D觸發(fā)器

9、可由一片雙D觸發(fā)器74LS74芯片實(shí)現(xiàn)，以及74LS00與非門(mén)和74LS04非門(mén)來(lái)實(shí)現(xiàn)此電路。</p><p>　　3.3開(kāi)關(guān)控制電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　設(shè)譯碼器與顯示驅(qū)動(dòng)電路的使能控制信號(hào)為G1和F，G1與譯碼器74LS138的使能輸入端G1相連接，F(xiàn)與顯示驅(qū)動(dòng)電路中與非門(mén)的一個(gè)輸入端相連接。由總體邏輯功能可知，G1和F與開(kāi)關(guān)控制變量，K1、K2以及時(shí)鐘脈沖CP之間的關(guān)系如表3所

10、示。</p><p>　　表3 使能控制信號(hào)與開(kāi)關(guān)控制變量、時(shí)鐘脈沖的關(guān)系</p><p>　　3.4譯碼及顯示驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路的功能是：在開(kāi)關(guān)控制電路輸出和三進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)的作用下，提供6個(gè)尾燈控制信號(hào)，當(dāng)譯碼驅(qū)動(dòng)電路輸出的控制信號(hào)為低電平時(shí)，相應(yīng)指示燈點(diǎn)亮。因此，譯碼與顯示驅(qū)動(dòng)電路可用74LS138、6個(gè)與非門(mén)和6個(gè)反相器構(gòu)

11、成。圖中，譯碼器74LS138的輸入端C、B、A分別接C、Q1、Q0。當(dāng)圖中G1=F=1、C=0時(shí)，對(duì)于計(jì)數(shù)器狀態(tài)Q1Q0為00、01、10，譯碼器輸出依次為0，使得與指示燈D3、D2、D1對(duì)應(yīng)的反相器輸出依次為低電平，從而使指示燈D3、D2、D1依次順序點(diǎn)亮，示意汽車(chē)左轉(zhuǎn)彎；當(dāng)圖中G1=F=1、C=1時(shí)，對(duì)于計(jì)數(shù)器狀態(tài)Q1Q0為00、01、10，譯碼器輸出依次為0，使得與指示燈D4、D5、D6對(duì)應(yīng)的反相器輸出依次為低電平，從而使指示燈

12、D4、D5、D6依次順序點(diǎn)亮，示意汽車(chē)右轉(zhuǎn)彎；當(dāng)圖中G1=0，F(xiàn)=1時(shí)，譯碼器輸出為全1，使所有指示燈對(duì)應(yīng)的反相器輸出全部為高電平，指示燈全部熄滅；當(dāng)圖中G1=0，F(xiàn)=cp時(shí)，所有指示燈隨cp的頻率閃爍。實(shí)現(xiàn)了4種不同模式下的尾燈狀態(tài)顯示。</p><p>　　四、總體電路圖、功能單元電路圖</p><p>　　4.1 電路仿真總電路圖</p><p>　　4.2

13、各功能單元圖</p><p>　　4.2.1 秒脈沖電路</p><p>　　4.2.2 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路</p><p>　　4.2.3 開(kāi)關(guān)控制電路</p><p>　　4.2.4 譯碼及顯示驅(qū)動(dòng)電路</p><p><b>　　五、組裝與調(diào)試</b></p><p>

14、　　電子電路的組裝與調(diào)試在電子設(shè)計(jì)技術(shù)中占有重要位置。它是對(duì)理論設(shè)計(jì)進(jìn)行檢驗(yàn)、修改和完善的過(guò)程，任何一個(gè)新產(chǎn)品往往都是在安裝、調(diào)試并反復(fù)改多次方能最終完成。</p><p><b>　　① 電子電路的組裝</b></p><p>　　組裝電路通常采用焊接和在面包板上插接兩種方法，無(wú)論采用哪種方法均應(yīng)注意以下幾方面。</p><p>　　所有元器

15、件在組裝前應(yīng)盡可能全部測(cè)試一遍，以保證所用元器件均合格。</p><p>　　所有集成電路的組裝方向要保持一致，以便于正確布線和查線。</p><p>　　組裝分立元件時(shí)應(yīng)使其標(biāo)志朝上或朝向易于觀察的方向，以便于查找和更換。對(duì)于有極性的元件，例如電解電容器、晶體二極管等，組裝時(shí)一定要特別注意，切匆搞錯(cuò)。</p><p>　　為了便于查線，可根據(jù)連接線的不同作用選擇不

16、同顏色的導(dǎo)線。一般習(xí)慣是正電源用紅色線、負(fù)電源用藍(lán)色線、地線用黑色線、信號(hào)線用黃色線等。</p><p>　　連線盡量做到橫平豎直。連線不允許跨接在集成電路上，必須從其周?chē)ㄟ^(guò)。同時(shí)應(yīng)盡可能做到連線不互相重疊、不從元器件上方通過(guò)。</p><p>　　為使電路能夠正常工作與調(diào)測(cè)，所有地線必須連接在一起，形成一個(gè)公共參考點(diǎn)。</p><p>　　正確的組裝方法和合理的

17、布局，不僅可使電路整齊美觀、工作可靠，而且便于檢查、調(diào)試和排除故障。如果能在組裝前先擬訂出組裝草圖，則可獲得事半功倍之效果，使組裝既快又好。</p><p><b>　?、?電子電路的調(diào)試</b></p><p>　　調(diào)試是指系統(tǒng)的調(diào)整、改進(jìn)與測(cè)試。測(cè)試是在電路組裝后對(duì)電路的參數(shù)與工作狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，調(diào)整則是在測(cè)試的基礎(chǔ)上對(duì)電路的某些參數(shù)進(jìn)行修正，使?jié)M足設(shè)計(jì)要求。<

18、;/p><p>　　在進(jìn)行調(diào)試前應(yīng)擬訂出測(cè)試項(xiàng)目、測(cè)試步驟、調(diào)試方法和所用儀器等，做到心中有數(shù)，保證調(diào)試工作圓滿完成。</p><p><b>　?。?）調(diào)試方法</b></p><p>　　調(diào)試方法原則有兩種。第一種是邊安裝邊調(diào)試的方法。它是把復(fù)雜的電路按原理框圖上的功能分成單元進(jìn)行安裝和調(diào)試，在單元調(diào)試的基礎(chǔ)上逐步擴(kuò)大安裝和調(diào)試的范圍，最后完成

19、整機(jī)調(diào)試。這種方法一般適用于新設(shè)計(jì)的電路。</p><p>　　第二種方法是在整個(gè)電路全部焊接完畢后，實(shí)行一次性調(diào)試。這種方法一般適用定型產(chǎn)品和需要相互配合才能運(yùn)行的產(chǎn)品。</p><p><b>　?。?）調(diào)試步驟</b></p><p><b>　　通電前檢查</b></p><p>　　電路安

20、裝完畢后, 不要急于通電，首先要根據(jù)原理電路認(rèn)真檢查電路接線是否正確，包括錯(cuò)線（連線一端正確、另一端錯(cuò)誤），少線（安裝時(shí)漏掉的線），多線（連線的兩端在電路圖上都是不存在的）和短路（特別是間距很小的引腳及焊點(diǎn)間），并且還要檢查每個(gè)元件引腳的使用端數(shù)是否與圖紙相符。查線時(shí)最好用指針式萬(wàn)用表“Ω×1”檔, 或用數(shù)字萬(wàn)用表“Ω”檔的蜂鳴器來(lái)測(cè)量，而且要盡可能直接測(cè)量元器件引腳，這樣同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)接觸不良的地方。</p>&

21、lt;p><b>　　通電觀察</b></p><p>　　在電路安裝沒(méi)有錯(cuò)誤的情況下接通電源（先關(guān)斷電源開(kāi)關(guān)，待接通電源連線之后再打開(kāi)電路的電源開(kāi)關(guān)）。但接通電源后不要急于測(cè)量，首先要充分調(diào)動(dòng)眼、耳、鼻、手觀察整個(gè)電路有無(wú)異常現(xiàn)象，包括有無(wú)冒煙，是否有異常氣味，是否有異聲，手摸器件是否發(fā)燙，電源是否有短路和開(kāi)路現(xiàn)象等。如果出現(xiàn)異常，應(yīng)該立即關(guān)掉電源，故障排除后方可重新通電。然后再按要

22、求測(cè)量各元器件引腳電源的電壓，而不只是測(cè)量各路總電源電壓，以保證元器件正常工作。</p><p><b>　　單元電路調(diào)試</b></p><p>　　在調(diào)試單元電路時(shí)應(yīng)明確本部分的調(diào)試要求。調(diào)試順序按信號(hào)流向進(jìn)行，這樣可以把前面調(diào)試好的輸出信號(hào)作為后一級(jí)的輸入信號(hào)。</p><p>　　單元調(diào)試包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試一般是指在沒(méi)有外加信

23、號(hào)的條件下測(cè)試電路各點(diǎn)的電位，特別是有源器件的靜態(tài)工作點(diǎn)。通過(guò)它可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)損壞和處于臨界狀態(tài)的元器件。動(dòng)態(tài)調(diào)試是用前級(jí)的輸出信號(hào)或自身的信號(hào)測(cè)試單元的各種指標(biāo)是否符合設(shè)計(jì)要求，包括信號(hào)幅值、波形形狀、相位關(guān)系、放大倍數(shù)和頻率等。對(duì)于信號(hào)產(chǎn)生電路一般只看動(dòng)態(tài)指標(biāo)。把靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)試的結(jié)果與設(shè)計(jì)的指標(biāo)加以比較，經(jīng)深入分析后對(duì)電路與參數(shù)提出合理的修正。在調(diào)試過(guò)程中應(yīng)有詳盡記錄。</p><p><b>　

24、　整機(jī)聯(lián)調(diào)</b></p><p>　　各單元電路調(diào)試好以后，并不見(jiàn)得由它們組成的整機(jī)性能一定會(huì)好，因此還要進(jìn)行整機(jī)調(diào)試。整機(jī)調(diào)試主要是觀察和測(cè)量動(dòng)態(tài)性能，把測(cè)量的結(jié)果與設(shè)計(jì)指標(biāo)逐一對(duì)比，找出問(wèn)題及解決辦法，然后對(duì)電路及其參數(shù)進(jìn)行修正，直到全機(jī)的性能完全符合設(shè)計(jì)要求為止。</p><p><b>　　③ 故障診斷方法</b></p><

25、p>　　整機(jī)出現(xiàn)故障后，首先應(yīng)仔細(xì)觀察有無(wú)元器件出現(xiàn)過(guò)熱痕跡或損傷情況，有無(wú)脫焊、短路、斷腳和斷線情況。然后采用靜態(tài)查找和動(dòng)態(tài)查找法。</p><p>　　靜態(tài)查找法就是用萬(wàn)用表測(cè)量元器件引腳電壓、測(cè)量電阻值、電容漏電以及電路是否有斷路或短路情況等。大多數(shù)故障通過(guò)靜態(tài)查找均可診斷出結(jié)果。當(dāng)靜態(tài)查找仍不能發(fā)現(xiàn)故障原因時(shí)，可采用動(dòng)態(tài)查找法。</p><p>　　動(dòng)態(tài)查找法是通過(guò)相應(yīng)的儀器

26、、儀表在電路加上適當(dāng)信號(hào)的情況下測(cè)量電路的性能指標(biāo)、元器件的工作狀態(tài)。由獲得的讀數(shù)和觀察到的波形準(zhǔn)確、迅速地查找到故障發(fā)生的部位及產(chǎn)生的原因。</p><p>　　為加快查找故障點(diǎn)的速度，提高故障診斷效率，除了前面提到的靜態(tài)查找和動(dòng)態(tài)查找法，其它常用的方法有：</p><p>　?。?）直觀判斷法 </p><p>　　用它可找出斷線、虛焊、元器件燒焦、器件溫升過(guò)

27、高和高壓打火等故障；</p><p><b>　　（2）斷路法 </b></p><p>　　即把可疑部分從電路中斷開(kāi)，使之不影響其它部分的工作，若此時(shí)故障消失，往往故障發(fā)生在被斷開(kāi)的電路中；</p><p><b>　?。?）短路法</b></p><p>　　適用與多級(jí)電路，用短路方法消除故障電

28、路對(duì)下一級(jí)的影響（當(dāng)短路兩點(diǎn)直流電位不同時(shí)應(yīng)通過(guò)電容隔直）；</p><p><b>　　（4）替代法</b></p><p>　　將已調(diào)好的單元組件，替代疑為故障的單元組件，可判定可疑單元是否確有故障。此法在集成片組成的電路中常用，用好的集成片替代疑有故障的集成片，若此時(shí)故障現(xiàn)象消除，則說(shuō)明該集成片確有故障。</p><p>　　具體操作時(shí)可

29、視不同情況分別選用。</p><p>　　六、所設(shè)計(jì)電路的特點(diǎn)以及改進(jìn)意見(jiàn)</p><p>　　電路特點(diǎn)：該電路結(jié)構(gòu)清晰，便于調(diào)試；</p><p>　　放光二極管采用共陽(yáng)極接法，由外部電源驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　改進(jìn)意見(jiàn)：不使用138譯碼器，而使用3個(gè)D出發(fā)器輸出循環(huán)信號(hào)，這樣可以減少使用芯片；</p><p>

30、　　改用JK出發(fā)器，可以減少與非門(mén)和非門(mén)芯片的使用。</p><p>　　七、所用元器件的編號(hào)列表</p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1].余孟嘗 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程 北京 高等教育出版社 2006</p><p>　　[2].從宏壽 程衛(wèi)群 李紹銘 Multisim8

31、仿真與應(yīng)用實(shí)例開(kāi)發(fā) 北京 清華大學(xué)出版社 2006</p><p>　　九、收獲、體會(huì)和建議</p><p>　　在經(jīng)過(guò)了一周的忙碌后，我們的課程設(shè)計(jì)終于接近了尾聲。回顧一周的時(shí)間，我有幾點(diǎn)感想。</p><p>　　首先是我們的理論和實(shí)踐脫節(jié)。我在剛打開(kāi)這次課程設(shè)計(jì)的輔導(dǎo)講義的時(shí)候，看著設(shè)計(jì)要求和提供的芯片，我腦中一片空白，不知道從何下手，甚至不知道有些芯片

32、的作用。我只好一步步地開(kāi)始查資料，漸漸地我有了些眉目，網(wǎng)絡(luò)上的一些范例給了我很大幫助，讓我一下子明白各個(gè)器件在這次課程設(shè)計(jì)中的用途。欣喜之余，這又讓我反思，我們的應(yīng)用實(shí)踐能力很差，如果沒(méi)有這樣相似的網(wǎng)絡(luò)資源，我們竟會(huì)舉步維艱，我們?nèi)狈?shí)踐的能力。</p><p>　　然后是面對(duì)困難我們需要勇氣和執(zhí)著。如果缺乏勇氣不能在挫折面前我們便會(huì)不知所措，不愿有所作為，這樣是不會(huì)有進(jìn)展的。上面提到一開(kāi)始我不知道從何下手，但是

33、查閱了一些資料已有便能漸漸理清思路。另外還想提一下的就是Multisim的使用，之前我們只是在信號(hào)與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中使用過(guò)一次EWB，所以對(duì)multisim很不熟悉，但是摸索一段時(shí)間，我們還是能用用它來(lái)進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)的。當(dāng)然光有勇氣還是不夠的，這可以給我們一個(gè)好的開(kāi)端，但是要完整地走下去，我們還是需要執(zhí)著地付出。我們組這次的前期設(shè)計(jì)過(guò)程是這樣的：先是看懂范例，然后是設(shè)計(jì)自己的電路，最后仿真調(diào)試。這三個(gè)環(huán)節(jié)我們都花費(fèi)了不少時(shí)間。這次的課程設(shè)計(jì)主

34、要是關(guān)于數(shù)字電路的知識(shí)，我們已經(jīng)結(jié)課一年多了，很多東西都忘記了，譬如多諧震蕩器的原理，其周期的計(jì)算，D觸發(fā)器的原理等。這時(shí)我們只能靜下心來(lái)復(fù)習(xí)，把電路的各個(gè)部分原理弄清楚。看懂范例后我們明白了電路的各個(gè)模塊的作用和原理，但是我們的設(shè)計(jì)要求和范例是有區(qū)別的，這需要我們?cè)O(shè)計(jì)自己的方案，我們這次的難點(diǎn)是控制電路的設(shè)計(jì)。在反復(fù)地嘗試多次以后，我們終于找到了可行的方案。最后就是調(diào)試了，電路設(shè)計(jì)好后，我們?cè)谲浖戏抡媸?lt;/p>&l

35、t;p>　　最后一點(diǎn)感受是做事要細(xì)心，這主要是在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試過(guò)程中的體會(huì)，我們?cè)谡{(diào)試電路的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)在連線中存在很低級(jí)的錯(cuò)誤，譬如有兩個(gè)引腳我們竟然漏連了，雖然我們及時(shí)地發(fā)現(xiàn)了，但是這樣的錯(cuò)誤是值得我們反思的。</p><p>　　以上是我這次課程設(shè)計(jì)的三點(diǎn)感想，回想整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，覺(jué)得還是蠻辛苦的，但是重要的是這樣的經(jīng)歷提高了我們的實(shí)踐能力，學(xué)了不少的東西，我想這便是課程設(shè)計(jì)的意義所在。</p>

36、<p><b>　　十、附錄</b></p><p>　　10.1秒脈沖電路輸出波形</p><p>　　10.2 計(jì)數(shù)器電路輸出波形</p><p>　　10.3開(kāi)關(guān)控制電路三個(gè)輸出端口信號(hào)波形</p><p>　　K1閉合時(shí)（左轉(zhuǎn)彎）</p><p><b>　　C信號(hào)波

37、形圖</b></p><p><b>　　G1信號(hào)波形圖</b></p><p><b>　　F信號(hào)波形圖</b></p><p>　　K2閉合時(shí)（右轉(zhuǎn)彎）</p><p><b>　　C信號(hào)波形圖</b></p><p><b>

38、　　G1信號(hào)波形圖</b></p><p><b>　　F信號(hào)波形圖</b></p><p><b>　　K3閉合時(shí)（剎車(chē)）</b></p><p><b>　　G1信號(hào)波形圖</b></p><p><b>　　F信號(hào)波形圖</b></

39、p><p><b>　　K4閉合時(shí)（檢查）</b></p><p><b>　　G1信號(hào)波形圖</b></p><p><b>　　F信號(hào)波形圖</b></p><p>　　10.4不同開(kāi)關(guān)狀態(tài)下所對(duì)應(yīng)的發(fā)光二級(jí)管陰極電平波形</p><p>　　K1閉合時(shí)

40、（左轉(zhuǎn)彎）</p><p>　　左尾燈 右尾燈</p><p>　　K2閉合時(shí)（右轉(zhuǎn)彎）</p><p>　　左尾燈 右尾燈</p><p><b>　　K3閉合時(shí)（剎車(chē)）</b>&