西南科技大学
电子技术课程设计
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电子技术课程设计 汽车尾灯控制电路
汽车尾灯控制电路
一．设计任务
设计一个汽车尾灯控制电路，汽车尾部左右两侧各有3个指示灯(用发光二极管模拟)，当在汽车正常运行时指示灯全灭；在右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮（R1→R1R2→R1R2R3→全灭→R1）时间间隔0.5S（采用一个2HZ的方波源）；在左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮（L1→L1L2→L1L2L3→全灭→L1）；在临时刹车或者检测尾灯是否正常时，所有指示灯同时点亮（R1R2R3 L1L2L3点亮）；当汽车后退的时候所有尾灯循环点亮；当晚上行车的时候汽车尾灯的最下一个灯一直点亮。
二、设计条件
本设计基于学校电子技术实验后设计的，通过在电脑上利用各种软件设计而成，包括Quartus II 5.0，Multisim2001以及DXP2004等设计仿真软件。
三、设计要求
分析以上设计任务，由于汽车左转弯、右转弯、刹车、倒车、晚上行车时，所有灯点亮的次序和是否点亮是不同的，所以用74138译码器对输入的信号进行译码，从而得到一个低电平输出，再由这个低电平控制一个计数器74161，计数器输出为高电平时就点亮不同的尾灯（这里用发光二极管模拟），从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下，各指示灯与给定条件间的关系，即逻辑功能表1所示。汽车尾灯控制电路设计总体框图如图1所示。
汽车尾灯和汽车运行状态表1-1
开关控制 S2 S1 S0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 汽车运行状态 正常运行 左转弯 右转弯 临时刹车/检测 倒车 晚上行车时 右转尾灯 R1R2R3 灯灭 灯灭 按R1R2R3顺序循环点亮 所有尾灯同时点亮 所有尾灯按照转弯次序点亮 R3 ，L3一直点亮 左转尾灯 L1L2L3 灯灭 按L1L2L3顺序循环点亮 灯灭 1 0 0 1 0 1
显示驱动电路 脉冲产生电路555 开关控制电路 记数电路74161 R1R2R3 L1L2L3 译码电路74138
图1 汽车尾灯控制电路设计总体框图
四、设计内容⑤⑥
（一）.分步设计：
1．时钟信号源（CLK）设计：
①．设计说明：
由于汽车尾灯是的点亮是给人的不同的信息及该车将要发生的动作，所以
汽车的尾灯在闪烁的时候不能超过一定的频率，但是频率也不能太小，所以我们在设计的时候是采用的555定时器设计的一个脉冲产生源，占空比约为50%，它产生的频率F约为2HZ。然后通过计数器就能控制汽车尾灯在循环点亮的时候时间间隔约为0.5S，这样就能让人很清楚的明白该汽车的动作以采取相应的动作从而避免交通事故的发生。
②．设计计算公式（对应右图）：
高电平时间： tph?0.7(R1?R2)C 低电平时间： tpl?0.7R2C 占 空 比： D?tphtph?tpl?RR?2R21
2
③．设计最后图形如右图所示： 高电平时间 tph=250.0ms 低电平时间 tpl =213.9ms
占 空 比 D=53.8% 频 率 F=2.158 ④.仿真波形以及连接图形：
如右图所示为在Multisim2001里仿真时的实际连接电路。其中端口3为输出端，使用的时候只要将端口3接到CLK端即可。
555定时仿真 结果图形如右图所示：
分析：
根据右图分析结果，与预期结果一直，故设计正确。
2．主电路设计： ①．设计说明：
实现的主要功能是通过开关控制从而实现汽车尾灯的点亮方式。根据表1具体实现如下：
当S2 S1 S0 =000时候汽车处于正常行驶，尾灯完全处于熄灭状态，所以通过74138译码后为“11111110”不做任何处理。
当S2 S1 S0 =001时候汽车左转，所以汽车尾灯的左面3个灯按照L1→L1L2
→L1L2L3→全灭→L1……顺序循环点亮，具体实现是通过74138对“001”译码为“11111101”然后通过译码后的低电平Y1通过一个非门控制计数器74161的ENT和ENP端开始计数，从而控制灯的点亮方式，计数范围为0000（全灭）→0001（L1点亮）→0010（L1L2点亮）→0011（L1L2L3点亮）→0100（异步清零）→0000……循环计数就实现了循环点亮的这个过程。由于记数脉冲是由555定时器产生的频率约为2HZ方波，所以循环点亮这个过程所需要的时间约为0.5S*4。
当S2 S1 S0 =010时候汽车右转，所以汽车尾灯右面3个灯按照R1→R1R2→R1R2R3
→全灭→R1……顺序循环点亮，具体实现是通过74138对“010”译码为“11111011” 然后通过译码后的低电平Y2通过一个非门控制计数器74161的ENT和ENP端开始计数，从而控制灯的点亮方式，计数范围为0000（全灭）→0001（R1点亮）→0010（R1R2点亮）→0011（R1R2R3点亮）→0100（异步清零）→0000……循环计数就实现了循环点亮的这个过程。由于记数脉冲是由555定时器产生的频率约为2HZ方波，所以循环点亮这个过程所需要的时间约为0.5S*4。
当S2 S1 S0 =011时候汽车处于刹车状态或者处于检测汽车尾灯是否正常，所以汽车的尾灯全亮，具体实现是通过74138对“011”译码为“11110111”然后通过译码后的低电平Y3通过一个非门直接控制所有的尾灯点亮。
当S2 S1 S0 =100时候汽车处于倒车状态，倒车的时候汽车所有的尾灯按照转弯时候的顺序点亮灯。具体实现是通过74138对“100”译码为“11101111”
然后通过译码后的低电平Y4通过一个非门控制另外一片计数器74161的ENT和ENP端开始计数，从而控制灯的点亮方式，计数范围为0000（全灭）→000（R1，L1点亮）→0010（R1R2，L1L2点亮）→0011（R1R2R3。L1L2L3点亮）→0100（异步清零）→0000……循环计数就实现了循环点亮的这个过程。由于记数脉冲是由555定时器产生的频率约为2HZ方波，所以循环点亮这个过程所需要的时间约为0.5S*4。
当S2 S1 S0 =101时候汽车处于晚上行车状态，此时汽车尾灯的左右两端的最下面一个灯一直点亮即L3。R3一直处于亮的状态。具体实现是通过74138对“101”译码为“11011111”然后通过译码后的低电平Y5通过一个非门直接控制L3。R3点亮。
②．主电路的仿真： 分步仿真：
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