數(shù)字電路汽車尾燈課程設計實驗報告

1、<p>　　《數(shù)字邏輯電路設計》課程設計</p><p><b>　　總 結 報 告</b></p><p>　　題目：汽車尾燈控制電路 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一緒論2</b></p><p&g

2、t;　　1.1課題研究背景及意義2</p><p><b>　　二設計任務書3</b></p><p><b>　　2.1任務內容3</b></p><p><b>　　2.2任務要求3</b></p><p>　　2.3設計的一般方法及提示4</p>

3、<p>　　三設計框圖及整機概述4</p><p>　　四各單元電路的設計方案及原理說明5</p><p>　　4.1開關控制電路的設計5</p><p>　　4.2尾燈的循環(huán)亮設計5</p><p>　　4.3尾燈閃爍的設計6</p><p>　　五調試過程及結果分析7</p>

4、;<p>　　5.1開關控制電路的調試7</p><p>　　5.2尾燈循環(huán)亮的調試7</p><p>　　5.3尾燈閃爍的調試7</p><p>　　六設計、安裝及調試中的體會8</p><p>　　6.1設計仿真電路過程中的體會8</p><p>　　6.2焊接電路過程中的體會9<

5、/p><p>　　七對本次課程設計的意見及建議10</p><p><b>　　八附錄11</b></p><p>　　8.1元器件清單11</p><p>　　8.2整機邏輯電路圖及焊接成果圖12</p><p><b>　　緒論</b></p>&l

6、t;p>　　1.1課題研究背景及意義 </p><p>　　在現(xiàn)代社會中，汽車已成為不可缺少的交通工具，其不單單是一種代步工具，還是一種社會生活水平的象征。但是，汽車在帶給我們方便的同時，也帶來了大量的交通事故。據(jù)有關部門統(tǒng)計，大量事故都是在幾條道路的轉彎處發(fā)生或是因為前面的車輛突然間剎車，后面的車輛沒有及時注意等情況下發(fā)生的，所以汽車尾燈作為一種警示燈，其重要性就體現(xiàn)出來了。老式汽車尾燈通?；趥鹘y(tǒng)的機

7、械和純電路的控制方式，完全取決于尾燈系統(tǒng)所采用的硬件來保證它的正常工作，一旦電路老化或者因為機械振動而引起的接觸問題以及機械元件變形將不能及時觸發(fā)電路電源開關，從而導致電路出現(xiàn)故障，這類問題是經(jīng)常發(fā)生的，而除了選用更好的硬件系統(tǒng)元件外幾乎沒有別的可靠的方法來避免這類故障的發(fā)生，于是，選用智能型的元件來進行系統(tǒng)的設計，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可控制性是非常必要且有重要意義的。</p><p><b>　　設計任

8、務書</b></p><p><b>　　2.1任務內容</b></p><p>　　任務： 汽車尾燈控制電路（電路板實現(xiàn)）</p><p>　　基本設計要求： 仿真實現(xiàn)，汽車尾部左右兩側各有4個指示燈。當接通左轉、右轉、剎車和正常行駛時，指示燈按照指定要求閃爍。</p><p>　　汽車尾燈控制

9、電路設計要求為：假設汽車尾部左右兩側各有4個指示燈(用發(fā)光二極管模擬)。</p><p>　　(1) 汽車正常運行時指示燈全滅;</p><p>　　(2)右轉彎時，右側4個指示燈按右循環(huán)順序點亮;</p><p>　　(3)左轉彎時，左側4個指示燈按左循環(huán)順序點亮;</p><p>　　(4) 臨時剎車時，所有指示燈同時閃爍。用2-3個開關

10、控制指示燈的點亮狀態(tài)。</p><p><b>　　2.2任務要求</b></p><p>　　復習仿真軟件的使用方法，復習數(shù)字電路課本的內容，查閱相關資料，設計、實現(xiàn)仿真電路。</p><p>　　在電腦上模擬完成顯示電路，電路板布線</p><p>　　硬件一人一組獨立完成。</p><p>

11、　　2.3設計的一般方法及提示</p><p>　　1．         數(shù)字電路系統(tǒng)一般包括輸入電路、控制電路、輸出電路、時鐘電路、脈沖產(chǎn)生電路和電源。</p><p>　　2．         對于復雜的數(shù)字電路系統(tǒng)，由整體到局

12、部進行組合，由局部到整體進行設計。</p><p>　　3．         步驟如下： </p><p>　　A 充分了解設計要求，明確系統(tǒng)的要求，功能與指標。</p><p>　　B 確定總體設計方案，畫出系統(tǒng)原理圖，分解系統(tǒng)，確定不同功能方框間的信號的邏輯與時序關

13、系。</p><p>　　C 畫出單元電路圖并進行電路仿真。選擇合適的數(shù)字器件，利用EWB電路仿真軟件進行仿真測試。</p><p>　　D 深入分析，測試單元電路，進行電路修改，以獲取最佳設計方案。</p><p>　　E 連接各單元電路，完成整體設計。</p><p>　　F 進行系統(tǒng)整體仿真。&l

14、t;/p><p><b>　　設計框圖及整機概述</b></p><p>　　各單元電路的設計方案及原理說明</p><p>　　4.1開關控制電路的設計</p><p>　　使用2個開關便可以有4個狀態(tài)00,10,01,11</p><p>　　然後經(jīng)過基本的與門和非門選通就可以選出這四個狀態(tài)來分別

15、控制不同的功能。</p><p>　　4.2尾燈的循環(huán)亮設計</p><p>　　循環(huán)亮設計首先我想到的就是使用移位寄存器，移位寄存器能夠輕松的完成循環(huán)操作。分析所學過的電路，74ls194芯片算是比較常用的。</p><p>　　將194的四個輸出端QdQcQbQa分別接四個二極管燈然后連接一個電阻保護電路后接地。S1S0能夠進行左移和右移的操作。兩邊的194S1

16、和S0都連接對應的開關編號即可。SRSL為選通端左邊那一片194SrSl在10狀態(tài)時給高電平，右邊那一邊194SrSl在01狀態(tài)時給高電平，把剛剛開關控制電路選通好狀態(tài)接連出來即可?，F(xiàn)在已經(jīng)可以進行左移和右移亮燈了但是還是不能夠循環(huán)，要循環(huán)就必須置零。</p><p>　　能控制在幾個狀態(tài)后置零的器件計數(shù)器最為合適不過了。接一個6進制的74ls160計數(shù)器，并把置零輸入同時接到194的置零端，194和160的脈沖

17、是同一個脈沖，否則可能會導致狀態(tài)不一致而使燈不能正常亮滅。</p><p>　　4.3尾燈閃爍的設計</p><p>　　當S1和S0同時為11狀態(tài)的時候194是并行輸出的，這樣非常有利于我們對他進行閃爍處理，我們只要將兩片194的輸入端QdQcQbQa分別接上一個脈沖就可以讓燈不停的閃爍了。因為計數(shù)器QA的輸出端就是一個一直0 1跳變的脈沖，所以只需要將QA接與非門再接到兩片194的所有

18、輸入端QdQcQbQa即可。</p><p><b>　　調試過程及結果分析</b></p><p>　　5.1開關控制電路的調試</p><p>　　由于這一部分比較簡單，只有基本的邏輯連接所以并沒有發(fā)生錯誤遍調試成功了。</p><p>　　5.2尾燈循環(huán)亮的調試</p><p>　　一開始進

19、行循環(huán)亮調試的過程中，發(fā)現(xiàn)左邊的尾燈是右循環(huán)亮而右邊的尾燈是左循環(huán)亮，與要求不符合，這顯然是S0S1的控制出現(xiàn)的差錯。查閱數(shù)字電路書后，的確是S1S0為01的時候是左移，分析后發(fā)現(xiàn)原來輸出端的Qd是在左邊的，所以本來是左移的操作變成了右移，如果改動QdQcQbQa所連接的燈會使線路太亂，于是決定改變S1S0的控制端，讓左移的時候S1S0為10狀態(tài)即可，修改后燈便能夠正常的循環(huán)了。</p><p>　　5.3尾燈閃

20、爍的調試</p><p>　　由前面的分析已經(jīng)知曉，在S1S0為11時，QaQbQcQd只要接上脈沖即可，于是我便直接把脈沖輸入引了過來，仿真后發(fā)現(xiàn)燈卻不能正常的閃爍，我一開始以為是邏輯的問題，但是轉念一想，如果直接把脈沖接過來的話，因為和194的輸入脈沖是同一個脈沖，所以當194脈沖為高電平的時候QaQbQcQd此時也全為高電平，導致輸入沒有0狀態(tài)，要讓194輸入脈沖為高電平的時候，QaQbQcQd要有1到0的

21、變化，而不能一直為1，所以我就想到將QA接過來，這樣就有了0和1的相互轉化，修改好后再次仿真，發(fā)現(xiàn)計數(shù)器的一個循環(huán)里面，有2個狀態(tài)沒有發(fā)生跳變，因為觸發(fā)器的延遲和鎖存作用，使得只有在計數(shù)器為偶數(shù)的時候燈亮，和奇數(shù)的時候燈不亮。這樣就使得4到0,0到1這兩個狀態(tài)都不能亮，將QA接一個非門再接到QaQbQcQd輸入端嘗試解決這個問題，接非門后就是計數(shù)器讀書為奇數(shù)時亮，偶數(shù)不亮，這樣在3到4,4到0還是有2個狀態(tài)不亮。一番糾結，于是將計數(shù)器改

22、為6進制的計數(shù)器，這樣一來，尾燈的閃爍就不會出現(xiàn)停頓的狀態(tài)了，但導致了尾燈循環(huán)亮不能及時置零，魚和熊掌不可兼得，只能暫時這樣處理，至今還沒有想到更好的辦法。</p><p>　　設計、安裝及調試中的體會</p><p>　　6.1設計仿真電路過程中的體會</p><p>　　有了紅綠燈課程設計的經(jīng)驗，設計汽車尾燈電路時便顯得相對比較容易也更加細心了，出現(xiàn)的錯誤能夠及

23、時的矯正，也避免了低級錯誤的發(fā)生。其實我一開始的設計電路并不是這樣，一開始我的設計如下圖。</p><p>　　看起來并不復雜，但是所用的與門，或門，非門的數(shù)量相比之下增加了很多，大大加大了我焊接的難度，一個或門的芯片只有4個2腳的或門，這樣一個電路意味著光或門的芯片我就需要3塊，工作量大大增加。所以在設計電路的時候，一定要使布線足夠的清晰，邏輯越簡單，所用的芯片越少越好，于是我對電路進行了優(yōu)化設計，有了<

24、/p><p>　　上面我所介紹的版本。</p><p>　　6.2焊接電路過程中的體會</p><p>　　在大一下學期由于換班的問題，錯過了電子工藝實習和實訓課程這次的焊接是我人生中的第一次焊接。一開始狠生疏，焊點上的焊錫太多，而且沒有光澤，或者又太少沒有包裹完整個銅片，然而這并沒有打擊我的積極性，于是我一邊吸掉焊得不好的點一邊繼續(xù)下去，在同學的幫助下我漸漸掌握了方法

25、，焊點越來越小，不再是一團一團的形狀了，這也使我信心大增。焊接所用的開關是一個單刀雙擲的開關，與我仿真所用的開關并不一樣，在查閱資料和同學的幫助下正確的焊上了開關，最終懷著激動的心情完成了這一塊電路板的基本部分。在調試的時候，沒想到的燈卻一個都不亮，經(jīng)過萬用表的測量才知道原來是我的燈正負極接反或者之前在檢測的時候電壓過大而燒壞，重新?lián)Q了一批燈后檢測，沒想到的是一次就成功了，也許是上天對我的照顧吧。通過這次焊接實際操作的訓練，讓我掌握了焊

26、接的基本原理和基本技巧，也知道的布局和布線的重要性，看了學長焊接的和自己焊接相比，我還有很大的差距，布線方面還是比較亂，有一些線不夠直，之前為了減少線路，將160接為8進制的，這樣可以少連一個與門，但是循環(huán)亮功能的時候停留時間太長，于是我又進行了修改，最終改為了6進制的計數(shù)器，這樣我的電路板也就</p><p>　　對本次課程設計的意見及建議</p><p>　　課程設計完成的時間有限，由

27、于這學期課業(yè)也比較繁重，課余時間需要花掉時間完成作業(yè)或者消化一下這學期新學習的知識，課程設計的占用了比較多的課余時間，由于時間緊迫，就沒有時間去把細節(jié)部分再想一想，或者再完善電路圖使它更美觀更簡潔，留下的一些問題也沒有得到解決。對課程設計的一些建議就是安排的時間可以安排在暑假或者寒假上，這樣我們有足夠的時間去分析和操作，當然布置的題目也可以稍加難度或著加大設計量，然后返校后能夠組織同學們開一次研討會，把自己設計過程中遇到的問題與大家分享

28、，互相借鑒才會有進步，因為完成同一個任務有很多種不同的方法，如果只局限于自己那一套的話，日后在更加復雜的電路中有可能就會感到黔驢技窮了，所以互相學習是必要的。這樣本來的問題能夠得到解決還能學到別人設計的好的方面，取長補短，更有益于我們對電路設計的提升。</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　8.1元器件清單</b>