數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)--汽車尾燈控制電路的設(shè)計(jì)

1、<p>　　數(shù)字電子技術(shù) 課 程 設(shè) 計(jì) </p><p>　　題 目 汽車尾燈控制電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　系 (部) 信息工程系 </p><p>　　班 級(jí) </p><p>　　姓 名

2、 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2013 年 7 月 1 日至 7 月 7 日 共 1 周</p><p>　　2013年 7 月

3、 3 日</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)成績?cè)u(píng)定表</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 引言1</b></p><p><b>　　2設(shè)計(jì)方案2</b></p><p&

4、gt;<b>　　2.1設(shè)計(jì)原理2</b></p><p>　　2.1.1控制關(guān)系2</p><p>　　2.1.2電路組成2</p><p>　　2.1.3所用芯片2</p><p><b>　　2.2具體過程2</b></p><p>　　2.2.1尾燈與汽車運(yùn)

5、行狀態(tài)表2</p><p>　　2.2.2電路邏輯功能3</p><p>　　2.2.3組成部分3</p><p>　　2.3整體電路圖原理及其仿真9</p><p>　　2.3.1整體電路圖9</p><p>　　其整體電路圖如下所示9</p><p>　　2.3.2仿真結(jié)果11

6、</p><p><b>　　3.工作原理11</b></p><p>　　3.1工作原理11</p><p><b>　　4設(shè)計(jì)資料12</b></p><p><b>　　5結(jié)束語13</b></p><p><b>　　6參考資料

7、14</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　在交通事故頻發(fā)的今天，為保障人們的出行與行車安全，汽車尾燈的重要性不言而喻，汽車尾燈是汽車的主要部分，在我們的生活中不可缺少，正是有了它才是我們的交通得以正常進(jìn)行?，F(xiàn)在社會(huì)上出現(xiàn)交通事故的比例很高除了自身原因外，汽車尾燈也發(fā)揮著主要的作用，尾燈的指示燈按正常指定閃爍將會(huì)避免很

8、多事故的發(fā)生。汽車尾燈控制電路是數(shù)字電路在交通控制電路中的典型應(yīng)用，在日常生活中有著廣泛的應(yīng)用，本設(shè)計(jì)基本上模擬了汽車運(yùn)行過程中的實(shí)際狀況，左右各三個(gè)燈，當(dāng)人們看到燈不同形式的亮滅閃爍時(shí)，就會(huì)知道駕駛員的操作意圖，即行駛、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)及剎車。</p><p>　　為此我設(shè)計(jì)了汽車尾燈電路，其運(yùn)行規(guī)則為正常行駛時(shí)指示燈全滅；右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮；左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮；臨時(shí)剎車時(shí)，所有指示燈同時(shí)

9、閃爍。通過這一特點(diǎn)來提示后方的車輛本車的行駛狀況，這個(gè)設(shè)計(jì)有利于更好的保障行車安全，通過汽車尾燈對(duì)后方車輛起到很好的提示作用，從而避免一些交通事故的發(fā)生。</p><p>　　我利用的材料為幾種常見的TTL門電路，電路連線簡單，以期更好地推廣，最后希望此設(shè)計(jì)能減少行車事故的發(fā)生。</p><p>　　該電路具有操作簡單，方便應(yīng)用的特點(diǎn)</p><p>　　隨著led

10、技術(shù)的進(jìn)步，汽車中越來越多的部位燈開始使用由led做成的燈泡</p><p><b>　　2設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)原理</b></p><p><b>　　2.1.1控制關(guān)系</b></p><p>　　正常行駛時(shí)指示燈全滅；右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)3個(gè)

11、指示燈循環(huán)點(diǎn)亮；左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)3個(gè)指示燈循環(huán)點(diǎn)亮；臨時(shí)剎車時(shí)，所有指示燈同時(shí)閃爍。</p><p><b>　　2.1.2電路組成</b></p><p>　　該電路大體需要時(shí)鐘脈沖信號(hào)產(chǎn)生電路、三進(jìn)制計(jì)數(shù)電路、譯碼電路、開關(guān)控制電路、驅(qū)動(dòng)顯示電路以組成汽車尾燈控制電路</p><p>　　表1-1 電路組成控制關(guān)系</p>&l

12、t;p>　　2.1.3所用芯片74LS190D 74LS138D 74LS08D 74LS12D 74LS86D 555定時(shí)器</p><p><b>　　2.2具體過程</b></p><p>　　2.2.1尾燈與汽車運(yùn)行狀態(tài)表</p><p>　　S1=1 表示左轉(zhuǎn)彎。</p><p>　　S0=1 表示右轉(zhuǎn)彎

13、。</p><p>　　表2-1尾燈與汽車運(yùn)行狀態(tài)表</p><p>　　開關(guān)控制 運(yùn)行狀態(tài) 左尾燈 右尾燈 </p><p>　　S1 S0 D1 D2 D3 D4 D5 D6</p><

14、p>　　0 0 正常行駛 全滅 全滅</p><p>　　0 1 右轉(zhuǎn)彎 全滅 循環(huán)閃爍</p><p>　　1 1 剎車 全滅 全

15、滅</p><p>　　1 0 左轉(zhuǎn)彎 循環(huán)閃爍 全滅 </p><p><b>　　分析</b></p><p>　　燈需要在不同的情況下出現(xiàn)以下三種情況，全滅，閃爍，循環(huán)亮滅?？梢岳糜?jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生循環(huán)脈沖信號(hào)來達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?lt;/p>&

16、lt;p>　　脈沖信號(hào)的產(chǎn)生：考慮利用555定時(shí)器構(gòu)成分頻電路，來得到需要的頻率的脈沖信號(hào)。</p><p>　　2.2.2電路邏輯功能</p><p>　　由于汽車左右轉(zhuǎn)彎時(shí)，3個(gè)燈循環(huán)點(diǎn)亮，所以用三進(jìn)制計(jì)數(shù)器控制譯碼器電路循序輸出低電平，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，各種指示燈與各種給定的條件下的關(guān)系，即邏輯功能表如下表2-2所示</p><

17、;p>　　表2-2邏輯電路真值表</p><p>　　開關(guān)控制 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器 六個(gè)指示燈 </p><p>　　0 0 X X 0 0 0 0 0 0</p><p>　　0 1

18、 0 0 0 0 0 1 0 0</p><p>　　0 1 0 0 0 0 1 0</p><p>　　1 0 0 0 0 0 0 1</p><p>　　1 0

19、 0 0 0 0 1 0 0 0</p><p>　　0 1 0 1 0 0 0 0</p><p>　　1 0 1 0 0 0 0 0</p><p>　　1 1

20、 X X CP CP CP CP CP CP</p><p><b>　　2.2.3組成部分</b></p><p>　　1. 時(shí)鐘脈沖發(fā)生器</p><p>　　由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器</p><p>　　如下圖2-3的電路圖，可以產(chǎn)生矩形脈沖發(fā)生器。由于555定

21、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，它的振蕩頻率受電壓和溫度的影響很小。與課程聯(lián)系密切，所以采用此方案。再由于此電路對(duì)時(shí)鐘脈沖沒有嚴(yán)格的要求，故我把電阻、電容的值設(shè)定為比較合適并常見的值。</p><p>　　電容充電過程的初始狀態(tài)為1/3Vcc，終止?fàn)顟B(tài)為2/3Vcc，穩(wěn)定狀態(tài)為Vcc，充電的時(shí)間常數(shù)為ζ1=（R1+R2）C2。電容放電過程中，由于晶體管基本處于飽和導(dǎo)通狀態(tài)

22、，兩端的電壓很低，因此供電電源對(duì)放電電路影響很小，放電時(shí)的初始狀態(tài)為2/3Vcc，終止?fàn)顟B(tài)為1/3Vcc，穩(wěn)定狀態(tài)為0，充電的時(shí)間常數(shù)為ζ2=R2C2。根據(jù)這些條件，結(jié)合一階電路暫態(tài)過程的三要素法，可以計(jì)算出充電過程所用的時(shí)間。</p><p>　　充電過程的方程式：2/3Vcc=Vcc+(1/3Vcc-Vcc)e(t1/(RC2) </p><p&g

23、t;　　充電所用時(shí)間，即脈沖維持時(shí)間：t1=（R1+R2）C2ln2=0.7(R1+R2)C2</p><p>　　放電過程的方程式: 1/3Vcc=0+(2/3Vcc-0)e(t2/(RC2))</p><p>　　放電所用時(shí)間，即脈沖低電平時(shí)間：t2=R2C2ln2=0.7R2C2</p><p>　　所以，脈沖周期時(shí)間為t=t1+t2=0.7(R1+R2)C2

24、+0.7R2C2=0.7(R1+2R2)C2</p><p>　　脈沖頻率為f=1/t=1/(0.7(R1+2R2)C2)=1.43/((R1+2R2)C2)</p><p>　　根據(jù)以上分析可得f=1.43/((50*103+2*50*103)*0.01*10-6)=953.3Hz </p><p>　　圖2-3 555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器</p>

25、;<p>　　關(guān)于555定時(shí)器的介紹</p><p>　　555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用 CMOS 工藝制作的稱為 7555，除單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器 556/7556。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS

26、或者模擬電路電平兼容。 555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。</p><p>　　它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。555 定時(shí)器的內(nèi)部電路框圖和外引腳排列圖分別如圖 2.9.1 和圖 2.9.2 所示。它內(nèi)部包括兩個(gè)電壓比較器，三個(gè)等值串聯(lián)電阻，一個(gè) RS 觸發(fā)器，一個(gè)放電管 T 及

27、功率輸出級(jí)。它提供兩個(gè)基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3 </p><p>　　555 定時(shí)器的功能主要由兩個(gè)比較器決定。兩個(gè)比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時(shí)，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置

28、 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時(shí) TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。 </p><p>　　它的各個(gè)引腳功能如下： </p><p>　　1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。 </p><p>　　8腳：外接電源VCC，

29、雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5 ~ 16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3 ~ 18V。一般用5V。 </p><p><b>　　3腳：輸出端Vo </b></p><p><b>　　2腳：低觸發(fā)端 </b></p><p>　　6腳：TH高觸發(fā)端 </p><p>　　4腳：是直接清零

30、端。當(dāng)端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。 </p><p>　　5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入干擾。 </p><p>　　7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。</p><p&

31、gt;<b>　　555的應(yīng)用：</b></p><p>　?。?）構(gòu)成施密特觸發(fā)器，用于TTL系統(tǒng)的接口，整形電路或脈沖鑒幅等</p><p>　?。?）構(gòu)成多諧振蕩器，組成信號(hào)產(chǎn)生電路；振蕩周期： T=0.7（R1+2R2）C</p><p>　?。?）構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于定時(shí)延時(shí)整形及一些定時(shí)開關(guān)中。 　　555應(yīng)用電路采用這3種方式中

32、的1種或多種組合起來可以組成各種實(shí)用的電子電路，如定時(shí)器、分頻器、脈沖信號(hào)發(fā)生器、元件參數(shù)和電路檢測(cè)電路、玩具游戲機(jī)電路、音響告警電路、電源交換電路、頻率變換電路、自動(dòng)控制電路等。</p><p><b>　　單穩(wěn)態(tài)電路</b></p><p>　　前面介紹的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)的輸出狀態(tài)和，且兩個(gè)狀態(tài)始終相反。而單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器只有一個(gè)穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。在未加觸發(fā)信號(hào)之前，

33、觸發(fā)器處于穩(wěn)定狀態(tài)，經(jīng)觸發(fā)后，觸發(fā)器由穩(wěn)定狀態(tài)翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)狀態(tài)，暫穩(wěn)狀態(tài)保持一段時(shí)間后，又會(huì)自動(dòng)翻轉(zhuǎn)回原來的穩(wěn)定狀態(tài)。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器一般用于延時(shí)和脈沖整形電路。 　　 接通電源后，未加負(fù)脈沖 ，而C充電， 上升，當(dāng) 時(shí)，電路 輸出為低電平，放電管T導(dǎo)通，C快速放電， 使 = 0。這樣，在加負(fù)脈沖前， 為低電平， = 0，這是電路的穩(wěn)態(tài)。在t = t0時(shí)刻 負(fù)跳變（ 端電平小于 ），而 = 0（TH端電平小于 ），所以輸出 翻為高電平，T截止

34、，C充電。 按指數(shù)規(guī)律上升。t = t1時(shí)， 負(fù)脈沖消失。t = t2時(shí) 上升到 （此時(shí)TH端電平大于 ， 端電平大于 ）， 又自動(dòng)翻為低電平。在 這段時(shí)間電路處于暫穩(wěn)態(tài)。t > t2，T導(dǎo)通，C快速放電，電路又恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。由分析可得： 　　輸出正脈沖寬度 tW = 1.1RC 　　注意：圖6—3（a）電路只能用窄負(fù)脈沖觸發(fā)，即觸發(fā)脈沖寬度ti必須小于tW 　　555定時(shí)器用于實(shí)際中的實(shí)例有：能發(fā)出“叮、咚”聲門鈴的電路和旋光彩燈

35、控制電</p><p><b>　　多諧振蕩器</b></p><p>　　多諧振蕩器又稱為無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒有穩(wěn)定的輸出狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)后，經(jīng)過一段時(shí)間可以自行觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到另一暫穩(wěn)態(tài)。兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)自行相互轉(zhuǎn)換而輸出一系列矩形波。多諧振蕩器可用作方波發(fā)生器。 　　 接通電源后，假定是高電平，則T截止，電容C充電。充電回路是VCC—R1—R2— C

36、—地，按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)上升到時(shí)（TH、端電平大于），輸出翻轉(zhuǎn)為低電平。是低電平，T導(dǎo)通，C放電，放電回路為C—R2—T—地，按指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng)下降到時(shí)（TH、端電平小于），輸出翻轉(zhuǎn)為高電平，放電管T截止，電容再次充電，如此周而復(fù)始，產(chǎn)生振蕩</p><p><b>　　2. 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器</b></p><p>　　74LS192芯片，其置數(shù)端LOAD接高電平置數(shù)無

37、效，減計(jì)數(shù)脈沖觸發(fā)信號(hào)DOWN接高電平，加計(jì)數(shù)脈沖觸發(fā)信號(hào)UP接時(shí)鐘脈沖信號(hào)，A、B、C、D端輸入信號(hào)無效，但為了避免懸空，所以都接地。電路在時(shí)鐘脈沖的觸發(fā)下進(jìn)行十進(jìn)制加計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)到3）的一瞬間，QA=QB=1，通過一個(gè)與門后使得清零端為1，清零（開始清零端為0，清零無效，電路正常計(jì)數(shù)）——由此，電路構(gòu)成三進(jìn)制計(jì)數(shù)器。</p><p>　　74LS192是屬8421BCD碼的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，</p>

38、<p>　　74LS192具有下述功能：異步清零：MR=1，Q3Q2Q1Q0=0000異步置數(shù)：MR=0，PL=0，Q3Q2Q1Q0=P3P2P1P0保持： MR=0，PL=1，CPu=CPd=1,Q3Q2Q1Q0保持原態(tài)加計(jì)數(shù)：MR=0, PL=1，CPu=CP，CPd=1，Q3Q2Q1Q0按加法規(guī)律計(jì)數(shù)減計(jì)數(shù)：MR=0, PL=1，CPu=1，CPd= CP，Q3Q2Q1Q0按減法規(guī)律計(jì)數(shù)</p>

39、<p><b>　　3.譯碼電路</b></p><p>　　譯碼電路采用74LS138芯片</p><p><b>　　圖2-4譯碼器電路</b></p><p>　　下面是關(guān)于譯碼器電路的簡介：</p><p>　　74LS138 為3 線－8 線譯碼器，共有 54/74S138和

40、 54/74LS138 兩種線路結(jié)構(gòu)型式，其中LS是指采用低功耗肖特基電路工作原理為當(dāng)一個(gè)選通端（G1）為高電平，另兩個(gè)選通端（/(G2A)和/(G2B)）為低電平時(shí)，可將地址端（A、B、C）的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 24 線譯碼器；若外接一個(gè)反相器還可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 32 線譯碼器。 </p><p>　　若將選通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，74

41、LS138還可作數(shù)據(jù)分配器。</p><p><b>　　4.顯示驅(qū)動(dòng)電路</b></p><p>　　如圖2-5所示，當(dāng)發(fā)光二極管的A端為低電平時(shí)二極管才會(huì)亮。由于74LS138芯片Y0到Y(jié)7端為由左到右排列，結(jié)合表2-1可以得知S0=1表示汽車右轉(zhuǎn)彎，S1=1表示汽車左轉(zhuǎn)彎，S1控制74LS138芯片的高位輸入端，故S1=0同時(shí)S0=1時(shí)74LS138芯片的Y0到

42、Y2端會(huì)輸出低電平，結(jié)果是Y0、Y1、Y2端連接的發(fā)光二極管（即LED燈）亮，所以發(fā)光二極管的左右是顛倒的，但這對(duì)于實(shí)際應(yīng)用時(shí)不會(huì)有任何影響，只需要把發(fā)光二極管的左右位置調(diào)換過來就行了，而電路設(shè)計(jì)過程中為了元件擺放的方便與美觀，故采取圖3-7所示的排列方式。</p><p>　　當(dāng)汽車正常行駛時(shí)S1=0，S0=0，會(huì)導(dǎo)致A端為高電平，所有二極管都不會(huì)亮；當(dāng)汽車臨時(shí)剎車時(shí)，A端的信號(hào)即為時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)

43、，所有的發(fā)光二極管都會(huì)在脈沖信號(hào)的低電平時(shí)間滅，在脈沖信號(hào)的高電平時(shí)間亮。</p><p>　　圖2-5顯示驅(qū)動(dòng)電路</p><p><b>　　5開關(guān)控制電路</b></p><p>　　開關(guān)打開時(shí)輸入的是高電平，打開的時(shí)候輸入的是低電平。如圖3-8所示控制電路的A端直接接到譯碼器74LS138的高位輸入端C端；控制電路的B端接到譯碼器74L

44、S138的使能端，B=S0S1；控制電路的C端、D端通過與時(shí)鐘脈沖信號(hào)接到一個(gè)三輸入與非門后連到顯示驅(qū)動(dòng)電路的所有與門的輸入端。74LS138芯片是低位使能，當(dāng)S0、S1相同時(shí)B=0，當(dāng)S0、S1不同時(shí)B=1。</p><p>　　進(jìn)一步分析，當(dāng)S0=S1=0時(shí)=1，所有的與門的輸出值都為1，即高電平，所以此時(shí)所有的發(fā)光二極管都不會(huì)亮，即滿足表2-2的真值顯示，汽車處于正常行駛狀態(tài)，符合表2-1的分析；當(dāng)S0=S

45、1=1時(shí)，B=0，使能端無效，Y0到Y(jié)7的輸出全為高電平1，=CP，通過與門后的信號(hào)即為CP信號(hào)，所以此時(shí)的發(fā)光二極管會(huì)閃爍，符合表2-1和表2-2的描述；當(dāng)S1= 0，S0= 1時(shí)，A端為 0，B端為1，所以譯碼器使能而其最高位輸入信號(hào)為0， =1，通過與門的信號(hào)是從譯碼器輸出端的信號(hào)，A=0而計(jì)數(shù)器三進(jìn)制循環(huán)計(jì)數(shù)，所以此時(shí)Y0、Y1、Y2三個(gè)燈循環(huán)亮，實(shí)現(xiàn)了右燈循環(huán)亮，滿足表2-1、2-2對(duì)于此的描述，此時(shí)的汽車處于右轉(zhuǎn)彎狀態(tài) ；當(dāng)

46、S1=1，S0=0時(shí)，A端為1，B端為1，所以譯碼器使能而其最高位輸入信號(hào)為1，C D CP=1，通過與門的信號(hào)是從譯碼器輸出端的信號(hào)，A=1而計(jì)數(shù)器三進(jìn)制循環(huán)計(jì)數(shù)，所以此時(shí)Y4、Y5、Y6三個(gè)燈循環(huán)亮，實(shí)現(xiàn)了左燈循環(huán)亮，此時(shí)的汽車處于左轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。</p><p>　　以下是開關(guān)控制電路圖</p><p>　　圖2-6開關(guān)控制電路</p><p>　　2.3整體電路

47、圖原理及其仿真</p><p>　　2.3.1整體電路圖</p><p>　　綜述，整體電路的設(shè)計(jì)有5個(gè)模塊組成，其中有</p><p>　　1.555時(shí)鐘脈沖發(fā)生器</p><p>　　2.74LS192三進(jìn)制計(jì)數(shù)器</p><p><b>　　3.顯示驅(qū)動(dòng)電路</b></p>&

48、lt;p><b>　　4.開關(guān)控制電路</b></p><p>　　其整體電路圖如下所示</p><p>　　圖2-7整體電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2.3.2仿真結(jié)果 </p><p>　　S0關(guān)S1關(guān)，所有的發(fā)光二極管都不亮；</p><p>　　S0開S1關(guān)，右邊的三個(gè)發(fā)光二極管循環(huán)

49、亮滅；</p><p>　　S0開S1開，所有的發(fā)光二極管閃爍；</p><p>　　S0關(guān)S1開，左邊的三個(gè)發(fā)光二極管循環(huán)亮滅</p><p><b>　　3.工作原理</b></p><p><b>　　3.1工作原理</b></p><p>　　整個(gè)電路的能源供應(yīng)由5V

50、直流電源供應(yīng)，整個(gè)電路的脈沖信號(hào)由555定時(shí)器構(gòu)成的時(shí)鐘脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生， 脈沖信號(hào)分兩路，一路輸入到74LS192構(gòu)成的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器，觸發(fā)計(jì)數(shù)器加計(jì)數(shù)工作，計(jì)數(shù)器產(chǎn)生的00、01、10（實(shí)際上還有11，但11信號(hào)不是我們想要的信號(hào)，而且產(chǎn)生對(duì)整個(gè)電路沒有任何影響）輸入到譯碼器的QA、QB端，配合開關(guān)S1控制的QC端產(chǎn)生000、001、010、100、101、110信號(hào)（實(shí)際上還有011、111，如上所述，忽略不考慮），在譯碼器使能端

51、有效的情況下將對(duì)應(yīng)的輸出端譯碼為低電平。而譯碼器的使能端由信號(hào)S0S1控制，S0、S1和CP信號(hào)共同控制驅(qū)動(dòng)顯示電路。當(dāng)S1S0=00時(shí)，譯碼器使能端為0使能無效，輸出端全為高電平，而CP信號(hào)對(duì)驅(qū)動(dòng)顯示電路的輸入無效，致使發(fā)光二極管陰極端全為高電平，發(fā)光二極管全部不亮，表明此時(shí)汽車處于正常行駛狀態(tài)；當(dāng)S1S0=01時(shí)，譯碼器的使能端為1使能，S1=0表明低位輸出端Y0、Y1、Y2會(huì)在輸入信號(hào)的作用下產(chǎn)生低電平，而CP信號(hào)對(duì)驅(qū)動(dòng)顯示電路的

52、輸入無效，此時(shí)在時(shí)鐘脈沖的觸發(fā)下，Y0、Y1、Y2會(huì)循環(huán)亮（但每次只會(huì)亮一個(gè)燈），表明此時(shí)汽車處</p><p><b>　　4設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　本人采用的仿真軟件主要是Multisim，簡介一下其特點(diǎn)。 </p><p>　　Multisim 11.0的特點(diǎn)</p><p>　　1直觀的圖形界面：整

53、個(gè)操作界面就像一個(gè)電子實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)，繪制電路所需的元器件和仿真所需的測(cè)試儀器均可直接拖放到屏幕上，輕點(diǎn)鼠標(biāo)可用導(dǎo)線將它們連接起來，軟件儀器的控制面板和操作方式都與實(shí)物相似，測(cè)量數(shù)據(jù)、波形和特性曲線如同在真實(shí)儀器上看到的； 　　 </p><p>　　2豐富的元器件：提供了世界主流元件提供商的超過17000多種元件，同時(shí)能方便的對(duì)元件各種參數(shù)進(jìn)行編輯修改，能利用模型生成器以及代碼模式創(chuàng)建模型等功能，創(chuàng)建自己的元器件。

54、 　　 </p><p>　　3強(qiáng)大的仿真能力：以SPICE3F5和Xspice的內(nèi)核作為仿真的引擎，通過Electronic workbench 帶有的增強(qiáng)設(shè)計(jì)功能將數(shù)字和混合模式的仿真性能進(jìn)行優(yōu)化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真、VHDL仿真、電路向?qū)У裙δ堋?　　 </p><p>　　4豐富的測(cè)試儀器：提供了22種虛擬儀器進(jìn)行電路動(dòng)作的測(cè)量</p><

55、p>　　5完備的分析手段：Multisim提供了許多分析功能：它們利用仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù)執(zhí)行分析，分析范圍很廣，從基本的到極端的到不常見的都有，并可以將一個(gè)分析作為另一個(gè)分析的一部分的自動(dòng)執(zhí)行。集成LabVIEW和Signalexpress快速進(jìn)行原型開發(fā)和測(cè)試設(shè)計(jì)，具有符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的交互式測(cè)量和分析功能； 　　 　　 </p><p>　　6完善的后處理：對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行的數(shù)學(xué)運(yùn)算操作類型包括算術(shù)運(yùn)算、三角運(yùn)

56、算、指數(shù)運(yùn)行、對(duì)數(shù)運(yùn)算、復(fù)合運(yùn)算、向量運(yùn)算和邏輯運(yùn)算等； 　　 </p><p>　　7詳細(xì)的報(bào)告：能夠呈現(xiàn)材料清單、元件詳細(xì)報(bào)告、網(wǎng)絡(luò)報(bào)表、原理圖統(tǒng)計(jì)報(bào)告、多余門電路報(bào)告、模型數(shù)據(jù)報(bào)告、交叉報(bào)表7種報(bào)告； 　　</p><p><b>　　5結(jié)束語</b></p><p>　　通過這次數(shù)字電路的課程設(shè)計(jì)，我對(duì)數(shù)電這門課程有了進(jìn)一步的了解，本次

57、課程設(shè)計(jì)是我通過查閱各種資料和我的思考做出來的，在設(shè)計(jì)的過程中我積極運(yùn)用課堂上以及自己課下學(xué)到的知識(shí)，所以對(duì)我來說，這是一個(gè)知識(shí)運(yùn)用的過程，通過這次課程設(shè)計(jì)讓我對(duì)我學(xué)到的知識(shí)有了一個(gè)更實(shí)際的了解。而在實(shí)物電路連接過程中，我們小組每個(gè)人都提出了自己的想法，用各種不同的芯片以實(shí)現(xiàn)我們所需要的功能。通過討論我們從每個(gè)人的不同方案中選擇出比較簡單，易于實(shí)現(xiàn)的方案。在組裝前，我們就自己的方案用Multisim進(jìn)行了仿真，在仿真的過程中我們找到自己

58、電路可能出現(xiàn)的問題，并且從中改正自己的錯(cuò)誤。在這個(gè)過程中，我學(xué)會(huì)了自己找自己的錯(cuò)誤，不是自己的就是對(duì)的，同時(shí)也告訴我，要更有耐心，更仔細(xì)的去完成設(shè)計(jì)，不能大概對(duì)了就馬馬虎虎的去動(dòng)手。在改正自己的錯(cuò)誤的過程中，我發(fā)現(xiàn)自己做動(dòng)手分析問題的能力增強(qiáng)了，自己對(duì)設(shè)計(jì)的原理理解也更清楚了。</p><p>　　同時(shí)在動(dòng)手搭電路的過程中發(fā)現(xiàn)動(dòng)手做與仿真時(shí)還是不一樣的，在動(dòng)手的過程中會(huì)遇到仿真時(shí)沒遇到的問題，接線時(shí)有時(shí)會(huì)沒接好，

59、導(dǎo)致斷路，而沒有發(fā)現(xiàn)，需要用萬用表檢查，而仿真時(shí)接線好不好一眼就可以看出來了，因此親手做時(shí)還是不一樣的。</p><p>　　此次的課程設(shè)計(jì)鍛煉了我的思維和動(dòng)手能力，在與同學(xué)的相互交流中看到了同學(xué)們不一樣的想法，我們互相學(xué)習(xí)，相互提高，同時(shí)也拓寬了我們的視野，讓自己的學(xué)習(xí)能力在設(shè)計(jì)的過程中得到提高</p><p><b>　　本次設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)：</b></p>

60、;<p>　　基本實(shí)現(xiàn)了汽車在于行駛后尾燈點(diǎn)亮方式的各種情況。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)中的不足：</b></p><p>　　由于在行車的時(shí)侯都是用開關(guān)控制的，所以每一個(gè)開關(guān)應(yīng)該有一個(gè)消除機(jī)械振動(dòng)的裝置，可以利用基本RS觸發(fā)器來實(shí)現(xiàn) </p><p>　　在連接電路的過程中，本小組是一部分一部分電路接的，這樣可以保證所接

61、的電路沒有問題，易于發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤。當(dāng)最后實(shí)物連接都完成的時(shí)候，測(cè)試電路功能時(shí)發(fā)現(xiàn)左轉(zhuǎn)彎、正常行駛、剎車時(shí)的發(fā)光二極管現(xiàn)象都能夠出現(xiàn)，只是右轉(zhuǎn)彎時(shí)右燈循環(huán)亮滅，而左燈發(fā)生閃爍。所以我們又在電路可能出問題的地方，比如時(shí)鐘脈沖接入到顯示驅(qū)動(dòng)電路的部分，放置一個(gè)發(fā)光二極管，觀察該發(fā)光二極管狀態(tài)，后來我們發(fā)現(xiàn)開關(guān)S1接到與門的那根導(dǎo)線有點(diǎn)接觸不良，當(dāng)更換導(dǎo)線后故障消失。</p><p><b>　　6參考資料<

62、/b></p><p>　　[1] 付家才．電子工程實(shí)踐技術(shù)．北京：北京工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[2] 畢滿清．電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[3] 閻石主編．?dāng)?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）．北京：高等教育出版社，2009</p><p>　　[4] 丁潤濤主編．電子工程手冊(cè)．

63、北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995</p><p>　　[5] 王冠華編著《Multisim10電路設(shè)計(jì)及應(yīng)用》.國防工業(yè)出版社，2008 </p><p>　　[6] 伍時(shí)和主編《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》.清華大學(xué)出版社，2009</p><p><b>　　7元件清單 </b></p><p><b>　　表4-

64、1元件清單</b></p><p>　　元件名稱 規(guī)格 數(shù)量 </p><p>　　四位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器 74LS192 1</p><p>　　3-8譯碼器

65、 74LS138 1</p><p>　　555定時(shí)器 NE555 1</p><p>　　邏輯門電路 74LS08 6</p><

66、;p>　　74LS12 1</p><p>　　74LS86 1</p><p>　　發(fā)光二極管 LED 6</p><p>　　電容

67、 10nF 2</p><p>　　電阻 50KΩ 2</p><p>　　200Ω 2</p><p>　　機(jī)械開關(guān)