汽車尾燈課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　課程名稱： 電子技術(shù)課程設(shè)計(jì) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 汽車尾燈控制器 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　時(shí) 間：2012 年 2

2、月 27 日～3月 2 日 </p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　在當(dāng)今社會中，數(shù)字時(shí)代已經(jīng)成為一種現(xiàn)實(shí)，并且時(shí)刻影響著人們的日常生活，作為數(shù)字化的基礎(chǔ)——數(shù)字電子電路，無疑是至關(guān)重要的。數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)便是本課程的一種很好的實(shí)踐,更是加深電子技術(shù)理論理解的重要途徑，同時(shí)有助于培養(yǎng)我們嚴(yán)謹(jǐn)，探索的科學(xué)精神。</p>

3、<p>　　“汽車尾燈控制電路”作為電子技術(shù)基礎(chǔ)課程的一個(gè)實(shí)踐，利用基本的芯片：雙向移位寄存器74LS194，二輸入與非門74LS00、四輸入與非門74LS20、六反相器74LS04、3-8譯碼器，555定時(shí)器及電阻電容進(jìn)行搭建。綜合數(shù)字電路和模擬電路的知識，提升了我們理實(shí)際解決問題的能力，有助于增強(qiáng)我們將理論轉(zhuǎn)為實(shí)際的意識，是一種很好的鍛煉和學(xué)習(xí)方式。</p><p>　　在實(shí)際的設(shè)計(jì)過程中得到了尚志

4、剛，蘇士美等老師的鼎力相助，謝謝他們的無私的指導(dǎo)，“汽車尾燈控制電路”才得以順利完成。再次祝他們工作順利，萬事如意。</p><p>　　由于時(shí)間緊迫和水平有限，本課程設(shè)計(jì)報(bào)告還存在瑕疵，懇請老師提出指正意見。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　電子課程設(shè)計(jì)任務(wù)書………………………………………………….…….5

5、</p><p>　　單元電路分析………………………………………………………..………..7</p><p>　　第三章，控制電路各部分分析與設(shè)計(jì)……………………………………………9</p><p>　　3.1自啟動(dòng)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器 ……………………………………………………… 9</p><p>　　3.2顯示驅(qū)動(dòng)電路及其譯碼電路……………………

6、………………………… 10</p><p>　　3.3開關(guān)電路……………………………………………………………………… …11</p><p>　　3.4脈沖產(chǎn)生電路 ……………………………………………………………….…12</p><p>　　3.5總體電路圖……………………………………………………………………..14</p><p>　　第

7、四章，電路的安裝與調(diào)試 …………………………………………………….15</p><p>　　4.3解決措施及效果………………………………………………………………..15</p><p>　　4.2現(xiàn)象記錄與原因分析………………………………………………………….15</p><p>　　4.1遇到的主要問題………………………………………………………………..15<

8、;/p><p>　　第五章，主要芯片型號及其引腳說明………………………………………….15</p><p>　　74LS194雙向移位寄存器 ，74LS138 3—8譯碼器 ， 74LS00 四2輸入與非門 ， 74LS04 六反相器 ，74LS20 雙4輸入555定時(shí)器引腳圖 ……………………………………………………………………………………. 17</p>&

9、lt;p>　　第六章： 原 件 清 單 ……………………………………………………………18</p><p>　　第七章：參考文獻(xiàn)及其附錄…………………………………………………………19 </p><p>　　第一章： 鄭州大學(xué)電氣工程學(xué)院</p><p><b>　　電子課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</b></p>

10、;<p>　　一、課程設(shè)計(jì)的目的及設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　電子課程設(shè)計(jì)是學(xué)生在修完“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”、“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)”和“電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)”后開設(shè)的設(shè)計(jì)課程。目的是鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用電子技術(shù)基礎(chǔ)知識以及動(dòng)手的能力，提高學(xué)生使用中規(guī)模集成芯片以及調(diào)試較大型電子系統(tǒng)的能力，同時(shí)了解基本邏輯單元電路在實(shí)際生活中的應(yīng)用，為今后進(jìn)行復(fù)雜的綜合型電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試打下基礎(chǔ)。</p>&

11、lt;p>　　通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生加強(qiáng)對數(shù)字及模擬電子技術(shù)的理解，學(xué)會查閱資料、方案比較、方案選擇以及原理圖設(shè)計(jì)、計(jì)算、制作、調(diào)試等基本技能，增強(qiáng)分析、解決實(shí)際問題的能力。</p><p>　　本設(shè)計(jì)內(nèi)容是完成一個(gè)汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì)與制作的全過程，包括方案選擇、原理圖設(shè)計(jì)、元器件選擇、EDA原理圖繪制、電路的安裝調(diào)試與制作、撰寫完整的設(shè)計(jì)報(bào)告等。</p><p><b>

12、　　二、主要功能與指標(biāo)</b></p><p>　　1．設(shè)置兩個(gè)控制開關(guān)J1、J2；</p><p>　　2．汽車尾燈由六個(gè)D1～D6發(fā)光二極管構(gòu)成。尾燈與汽車行駛控制關(guān)系為：</p><p>　　汽車正常行駛：D1～D6燈滅</p><p>　　汽車右轉(zhuǎn)彎：D1～D3燈滅， D4～D6按右循環(huán)順序點(diǎn)亮</p>&l

13、t;p>　　汽車左轉(zhuǎn)彎：D1～D3按左循環(huán)順序點(diǎn)亮， D4～D6燈滅</p><p>　　汽車臨時(shí)剎車或故障：D1～D6隨時(shí)鐘CP同時(shí)閃爍</p><p>　　三、主要元器件及儀器設(shè)備</p><p>　　雙向移位寄存器74LS194、二輸入與非門74LS00、四輸入與非門74LS20、六反相器74LS04、555定時(shí)器。</p><p&g

14、t;　　發(fā)光二極管、開關(guān)、電容、電阻等，實(shí)驗(yàn)板，穩(wěn)壓電源，萬用表。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)成品要求</b></p><p>　　1．課程設(shè)計(jì)報(bào)告1份；</p><p><b>　　2．制作成品1套。</b></p><p><b>　　五、參考資料</b><

15、/p><p>　　1．康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)(數(shù)字部分).第四版.北京:高等教育出版社,2000</p><p>　　2．21IC中國電子網(wǎng)（http://www.21ic.com）</p><p>　　3．閻石．?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)．第四版．北京：高等教育出版社，1998</p><p><b>　　4．自己補(bǔ)充資料</b>&l

16、t;/p><p><b>　　六、進(jìn)度安排</b></p><p><b>　　進(jìn)行時(shí)間：一周</b></p><p>　　星期一：下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)；查資料、方案設(shè)計(jì)、原理圖設(shè)計(jì)、元器件選擇；</p><p>　　星期二：各小組講解設(shè)計(jì)方案，檢查通過后領(lǐng)元器件及工具；</p><p>

17、;　　星期三、四：安裝、調(diào)試，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能要求；</p><p>　　星期五：撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，答辯。</p><p><b>　　附：設(shè)計(jì)框圖</b></p><p>　　附：設(shè)計(jì)報(bào)告格式要求</p><p><b>　　名 稱</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)及

18、要求。</p><p>　　二、原理框圖：說明各框圖的功能及各框圖的聯(lián)系。</p><p>　　三、選取元件、參數(shù)，列出材料清單，列出集成芯片外管腳圖，型號、功能表、部分參數(shù)的計(jì)算過程。</p><p>　　四、所用儀器、設(shè)備。</p><p>　　五、繪制EDA電路原理圖，分析電路工作原理。</p><p>　　六、

19、布線、安裝、調(diào)試：記錄過程，出現(xiàn)的問題，解決的方法。</p><p>　　七、總結(jié)心得體會：感受、想法、新的設(shè)想、改進(jìn)等。</p><p><b>　　八、參考資料</b></p><p>　　第二章：單元電路分析</p><p>　　用兩路開關(guān)模擬汽車運(yùn)行情況：尾燈與汽車運(yùn)行狀態(tài)表</p><p&g

20、t;　　表1；尾燈與汽車運(yùn)行狀態(tài)表</p><p><b>　　1.2</b></p><p>　　由于汽車左右轉(zhuǎn)彎時(shí)三個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼器電路順序輸出低電平，從而控制尾燈按要求點(diǎn)亮。由此得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下，各指示燈與各給定條件（S1,S0,CP,Q1,Q0）的關(guān)系如表2（表中0表示燈滅，1表示燈亮狀態(tài)）。</p><p

21、>　　表2;汽車尾燈控制邏輯功能表</p><p><b>　　1.3</b></p><p>　　汽車尾燈控制電路原理框圖如圖1</p><p>　　圖1；汽車尾燈控制電路原理框圖</p><p>　　如圖所示控制電路分為顯示及其驅(qū)動(dòng)電路，譯碼電路，三進(jìn)制計(jì)數(shù)器產(chǎn)生電路，及其開關(guān)控制電路。</p>

22、<p>　　第三章，控制電路各部分分析與設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1自啟動(dòng)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　由于目前僅有雙向移位寄存器74LS194，但是一般的使用的步驟必須先為寄存器存入初值，因此為了實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的功能，必須使74LS194能夠自啟動(dòng)，現(xiàn)設(shè)計(jì)如下：</p><p>　　圖2自啟動(dòng)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p>　　

23、S0=H;S1=L;則選擇串行右移 QA,QB經(jīng)過一個(gè)組合的與非門接到SR引腳，從而實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能。</p><p>　　表3：T1,T2隨時(shí)鐘周期的變化</p><p>　　3.2顯示驅(qū)動(dòng)電路及其譯碼電路</p><p>　　圖3：顯示及其驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　其顯示驅(qū)動(dòng)電路由六個(gè)發(fā)光二極管管和六個(gè)反相器構(gòu)成；譯碼電

24、路由3-8線譯碼器74LS138和六個(gè)與非門構(gòu)成（74LS00）。74LS138的三個(gè)輸入端A、B、C分別接S1、T2、T1，而T2、T1是三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的輸出端。當(dāng)S1=0、使能信號EN-A=EN-B=1，計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為00，01，10時(shí)，74S138對應(yīng)的輸出端依次為0有效（信號為“1”無效），即反相器G1~G3的輸出端也依次為0，故指示燈按順序點(diǎn)亮示意汽車右轉(zhuǎn)彎。若上述條件不變，而S1=1，則74LS138對應(yīng)的輸出端依次為0有效，

25、即反相器G4~G6的輸出端依次為0，故指示燈暗順序點(diǎn)亮，示意汽車左轉(zhuǎn)彎。</p><p>　　當(dāng)EN-B =0，EN-A=1時(shí)，74LS138的輸出端全為1，G6~G1的輸出端也全為1，指示燈全滅燈；當(dāng)EN-B =0, EN-A =CP時(shí)，指示燈隨CP的頻率閃爍。</p><p><b>　　3.3開關(guān)電路</b></p><p><b&

26、gt;　　由表4知：</b></p><p>　　表4：S1，S2，CP,EN-A,EN-B邏輯關(guān)系表</p><p><b>　　EN-B</b></p><p><b>　　EN-A</b></p><p>　　易知開關(guān)產(chǎn)生 如圖4</p><p><

27、b>　　圖4：開關(guān)控制電路</b></p><p><b>　　3.4脈沖產(chǎn)生電路</b></p><p>　　利用555定時(shí)器產(chǎn)生多諧振蕩，從而在輸出端產(chǎn)生脈沖，作為觸發(fā)信號</p><p>　　圖5；555定時(shí)器多諧振蕩電路</p><p><b>　　其原理：</b><

28、/p><p>　　設(shè)電容的初始電壓＝０，t＝０時(shí)接通電源，由于電容電壓不能突變，所以高、低觸發(fā)端＝＝０<ＶＣＣ，比較器Ａ1輸出為高電平，Ａ２輸出為低電平，即，（1表示高電位，0表示低電位），觸發(fā)器置１，定時(shí)器輸出此時(shí)，定時(shí)器內(nèi)部放電三極管截止，電源經(jīng)，向電容Ｃ充電，逐漸升高。當(dāng)上升到時(shí)，輸出由０翻轉(zhuǎn)為１，這時(shí)，觸發(fā)順保持狀態(tài)不變。所以0<t<期間，定時(shí)器輸出為高電平１。</p><

29、;p>　　時(shí)刻，上升到，比較器的輸出由１變?yōu)椋?，這時(shí)，，觸發(fā)器復(fù)０，定時(shí)器輸出。</p><p>　　期間，，放電三極管Ｔ導(dǎo)通，電容Ｃ通過放電。按指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng)時(shí)比較器輸出由０變?yōu)椋?，Ｒ－Ｓ觸發(fā)器的，Ｑ的狀態(tài)不變，的狀態(tài)仍為低電平。</p><p>　　時(shí)刻，下降到，比較器輸出由1變?yōu)?，R---S觸發(fā)器的1，0，觸發(fā)器處于1，定時(shí)器輸出。此時(shí)電源再次向電容C放電，重復(fù)上述過程。&

30、lt;/p><p>　　通過上述分析可知，電容充電時(shí)，定時(shí)器輸出，電容放電時(shí)，0，電容不斷地進(jìn)行充、放電，輸出端便獲得矩形波。多諧振蕩器無外部信號輸入，卻能輸出矩形波，</p><p>　　其實(shí)質(zhì)是將直流形式的電能變?yōu)榫匦尾ㄐ问降碾娔堋?lt;/p><p>　　由圖5可知，振蕩周期。為電容充電時(shí)間，為電容放電時(shí)間。</p><p>　　充電時(shí)間

31、 </p><p><b>　　放電時(shí)間 </b></p><p><b>　　矩形波的振蕩周期</b></p><p>　　因此改變、和電容C的值，便可改變矩形波的周期和頻率。</p><p><b>　　3.5總體電路圖</b></p&

32、gt;<p><b>　　圖6 總體電路圖</b></p><p>　　經(jīng)過以上所述的設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求的分析，可以圖6汽車尾燈控制器電路原理圖將電路分為以下幾部分：</p><p>　　首先，通過555定時(shí)器產(chǎn)生的脈沖信號，該脈沖信號用于提供74LS194時(shí)鐘信號以構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器和開關(guān)控制電路中的四輸入與非門的輸入信號。</p><

33、p>　　其次，74LS194構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器產(chǎn)生00、01、10的循環(huán)信號，此信號提供左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號。</p><p>　　最后，左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號通過6個(gè)與非門，6個(gè)非門以及74LS20提供的高低電位信號，將原始信號分別輸出到左、右的3個(gè)汽車尾燈上。得到的信號即可輸出到發(fā)光二極管上，實(shí)現(xiàn)所需功能</p><p>　　第四章，電路的安裝與調(diào)試</p><

34、p>　　4.1遇到的主要問題</p><p>　　按以上設(shè)計(jì)連接好電路后，看不到明顯的現(xiàn)象。 </p><p>　　4.2現(xiàn)象記錄與原因分析</p><p>　　燈亮?xí)r亮度明顯不夠；限流電阻太大</p><p>　　4.3解決措施及效果</p><p>　　將六個(gè)電阻換上阻值更小的200R左右，，直接用邏輯開關(guān)控

35、制燈。經(jīng)過驗(yàn)證后，能得出預(yù)期效果。</p><p>　　第五章，主要芯片型號及其引腳說明圖</p><p>　　5.1 74ＬＳ１９４　雙向移位寄存器　引腳圖如圖７；</p><p>　　圖７：雙向移位寄存器:７４ＬＳ１９４引腳圖</p><p>　　引腳簡介：時(shí)鐘CP和四個(gè)數(shù)據(jù)輸入端P0~P3清零/MR使能CEP，CET置數(shù)PE

36、數(shù)據(jù)輸出端Q0~Q3以及進(jìn)位輸出TC. (TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET)</p><p>　　5.2 74LS138 3—8譯碼器</p><p>　　圖8: 3——8譯碼器管腳圖</p><p>　　5.3 74LS00 四2輸入與非門</p><p><b>

37、　　圖9四2輸入與非門</b></p><p>　　5.4 74LS04 六反相器</p><p>　　圖10 74LS04 六反相器</p><p>　　5.5 74LS20 雙4輸入與非門</p><p>　　圖11雙4輸入與非門</p><p><b>　　555定時(shí)器引腳圖

38、</b></p><p>　　圖12 555定時(shí)器引腳圖</p><p>　　第六章： 原 件 清 單</p><p><b>　　第七章：參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　1、康華光等編著.《電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版）》 北京：高等教育出版社， 2006</p>

39、<p>　　2、閻石主編. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：高等教育出版社，1998</p><p>　　3、呂思忠，施齊云編. 數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì). 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2001</p><p>　　4、朱定華等編. 電子電路測試于實(shí)驗(yàn). 北京：清華大學(xué)出版社，2004</p><p><b>　　第八章： 附錄：</b

40、></p><p>　　電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)心得</p><p>　　通過此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)數(shù)字集成芯片應(yīng)用方面的知識，在設(shè)計(jì)過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真摯，通過親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。</p><p>　　過而

41、能改，善莫大焉。在課程設(shè)計(jì)過程中，我們不斷發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，不斷改正，不斷領(lǐng)悟，不斷獲取。最終的檢測調(diào)試環(huán)節(jié)，本身就是在踐行“過而能改，善莫大焉”的知行觀。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于迎刃而解。在今后社會的發(fā)展和學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中，一定要不懈努力，不能遇到問題就想到要退縮，一定要不厭其煩的發(fā)現(xiàn)問題之所在，然后進(jìn)行解決。只有這樣，才能志在必得，才能在今后的道路上劈荊斬棘，達(dá)到成功，收獲喜悅。</p

42、><p>　　課程設(shè)計(jì)誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，一門辯思課，給了我許多道，給了我很多思，給了我莫大的空間。同時(shí)，設(shè)計(jì)讓我感觸很深。使我對抽象的理論有了具體的認(rèn)識。通過這次課程設(shè)計(jì)，掌握了數(shù)字基本儀器儀表的使用方式及其74系列的部分芯片的使用，熟悉了電子設(shè)計(jì)的一般步驟和方法；科研過程的艱辛和思考對科研的重要性，及其如何提高實(shí)際解決問題的能力和水平，掌握了自主查詢資料，身體力行解決問題的能力

43、。也了解了所學(xué)課程在實(shí)際生活中的應(yīng)用。</p><p>　　在此次課程設(shè)計(jì)中不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、動(dòng)手操作的能力，其他各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實(shí)驗(yàn)課上，我們學(xué)會了很多學(xué)習(xí)的方法。而這是日后最讓我們受益匪淺的。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。這對于我們的將來也有很大的幫助。以后，不管有多苦，我想我們都能苦中作樂。</p><p>　　回顧起此課程設(shè)計(jì)，

44、至今我仍感慨頗多，從理論到實(shí)踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學(xué)到很多很多的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性。只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，將理論應(yīng)用到實(shí)際中，才能真正為社會服務(wù)，從而在提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力的同時(shí)為社會服務(wù)，發(fā)揮自己價(jià)值。 </p><p

45、>　　實(shí)驗(yàn)過程中，也對團(tuán)隊(duì)精神的進(jìn)行了考察，培養(yǎng)了我們的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，共同體會到成功后的喜悅心情。團(tuán)結(jié)就是力量，只有互相之間默契融洽的配合才能換來最終完美的結(jié)果。</p><p>　　此次設(shè)計(jì)也讓我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及時(shí)請教或上網(wǎng)查詢，只要認(rèn)真鉆研，動(dòng)腦思考，動(dòng)手實(shí)踐，就沒有弄不懂的知識，收獲頗豐。</p><p>　　當(dāng)然設(shè)計(jì)能夠做到這樣的完美，也離不開尚志