数字逻辑电路汽车尾灯课程设计.docx
《数字逻辑电路汽车尾灯课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字逻辑电路汽车尾灯课程设计.docx（13页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
数字逻辑电路汽车尾灯课程设计
洛阳理工学院
课程设计报告
课程名称___________________________________
设计题目___________________________________
专业___________________________________
班级___________________________________
学号___________________________________
姓名___________________________________
完成日期___________________________________
课程设计任务书
设计题目：
_______________________________________________
_________________________________________________________
设计内容与要求：
设计任务主要是运用所学的理论知识设计一种通过TTL系列逻辑门级时序逻辑芯片设计模拟汽车尾灯工作情况电路。
通过制作脉冲产生器任意进制的计数器和译码器的改用等一系列方法以及显示驱动和模式控制的电路设计来完成任务。
设计通过发光二极管模拟汽车尾灯来实现了汽车在行驶时候的四种情况正常行驶左拐弯右拐弯紧急刹车。
具体要求如下1.设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯用发光管模拟要求是汽车正常行驶时,尾灯全部熄灭。
当汽车右转弯时右侧3个指示灯按右循顺序点亮。
3当汽车左转弯时左侧3个指示灯按左循顺序点亮。
4临时刹车时所有指示灯同时闪烁。
2.确定设计方案按功能模块的划分选择元、器件和集成电路设计分电路阐述基本原理。
3.绘制总体电路原理图。
汽车尾灯是汽车的主要部分也发挥着重要的作用尾灯的指示灯按正常指定闪烁将会避免很多事故的发生。
汽车尾灯控制电路是数字电路在交通控制电路中的典型应用
指导教师：
_______________
年月日
课程设计评语
成绩：
指导教师：
_______________
年月日
摘要
本课程设计采用一种简便的汽车尾灯控制电路的设计方法主要解决如何灵活的对汽车行驶状态通过尾灯来显示如左转、右转、停车、刹车等。
综合利用理论知识并与实践相结合实现整个电路的设计。
当今社会生活节奏快交通拥挤导致交通事故频繁发生其中汽车追尾事件在交通事故中所占比重较大追尾时间的产生主要是由于司机的疏忽以及无法把握前方车辆的运行的状况而导致的而汽车尾灯控制电路的产生恰好有利于缓解这一状况通过对尾灯的控制体现汽车在公路的上的行驶状态即汽车正常行驶时指示灯全灭右转弯时右侧3个指示灯右循环点亮左转弯时左侧三个指示灯按左循环循序点亮临时刹车时所有指示灯同时闪烁。
汽车尾灯显示控制电路通过提醒其他司机周围正有车辆正在进行转弯、刹车操作来达到减少交通事故发生的目的对于减少交通事故具有一定的意义。
首先这里提到的汽车尾灯显示控制电路是用数字电路实现的。
汽车尾灯显示控制电路是汽车尾灯显示电路的重要组成部分主要完成控制与驱动功能具体电路由四进制计数器电路、汽车行驶状态开关控制电路和汽车行驶状态显示电路三部分组成。
其中四进制计数器部分用到了74LS161芯片来实现汽车行驶状态开关控制电路部分则用到了组合逻辑电路中译码器及逻辑门门电路使用到3-8线译码器芯片74LS138、“与非”门芯片74LS00、“非”门芯片74LS04和“异或”门芯片74LS86汽车行驶状态显示电路也涉及到发光二极管的使用。
逻辑电路设计与实践是《数字逻辑》学习中非常重要的一个环节是将理论知识和实际动手能力相统一的一个环节也是真正地锻炼学生能力的一个环节。
本次为期两周的课程设计正好能让学生们将课堂上的知识得到好的发挥让学生的综合能力得到进一步的提高
关键词：
数字电路555多谐振荡器三进制计数器触发器发光二极管
。
第一章课程设计课题及要求………………………………………………………………1
第二章总体设计方案………………………………………………………………………1
第三章计数器电路设计……………………………………………………………………2
3.1计数器工作原理……………………………………………………………2
3.2计数器电路设计过程………………………………………………………3
3.3计数器单元电路设计图……………………………………………………4
3.4时钟脉冲电路………………………………………………………………5
第四章总体电路软件仿真结果………………………………………………………….6
第五章心得体会………………………………………………………………………….8
参考文献………………………………………………………………………………….9
第一章课程设计课题及要求
课题：
汽车尾灯控制电路是很常用的工作电路，在日常的生活中有着很广泛的应用。
汽车行驶时，会出现正常行驶、左转弯、右转弯、刹车四种情况，针对这四种情况可以设计出汽车尾灯的控制电路来表示这四种状态。
设计一个汽车尾灯控制电路，技术指标如下：
假设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二极管模拟）；
汽车正常运行时指示灯全灭；
汽车左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮；
汽车右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；
临时刹车时所有指示灯同时闪烁。
第二章总体设计方案
汽车尾灯控制电路主要:
开关控制电路、三进制计数器、译码电路、显示、驱动电路构成。
由于汽车左或右转弯时，三个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器控制译码器电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。
首先，设置两个可控制的开关，可产生00、01、10、11四种状态。
表1.1汽车尾灯显示状态与汽车运行状态关系
控制变量
KSKYKZ
汽车运行状态
左侧的3个指示灯
DL1，DL2，DL3
右侧的3个指示灯
DR1，DR2，DR3
000
正向行驶
熄灭状态
熄灭状态
010
右转弯行驶
熄灭状态
按DR1，DR2，DR3顺序循环点亮
100
左转弯行驶
按DL1，DL2，DL3顺序循环点亮
熄灭状态
100
临时刹车
左右两侧的指示灯在时钟脉冲CP作用下同时闪烁
其次，设计电路实现所需达到功能。
三进制计数器可用两片D触发器构成。
译码电路可用3线—8线译码器74LS138和6个与非门构成显示、驱动电路由6个发光二极管和6个反向器构成
第三章计数器电路设计
3.1计数器工作原理
74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能，：
3.174ls161引脚图
管脚图介绍：
时钟CP和四个数据输入端P0~P3、清零/MR、使能CEP，CET、置数PE、数据输出端Q0~Q3、以及进位输出TC.（TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET）
表3.174LS161功能表
>输入
输出
CR
CP
LD
EP
ET
D3
D2
D1
D0
Q3
Q2
Q1
Q0
0
Ф
Ф
Ф
Ф
Ф
Ф
Ф
Ф
0
0
0
0
1
↑
0
Ф
Ф
d
c
b
a
d
c
b
a
1
↑
1
0
Ф
Ф
Ф
Ф
Ф
Q3
Q2
Q1
Q0
1
↑
1
Ф
0
Ф
Ф
Ф
Ф
Q3
Q2
Q1
Q0
1
↑
1
1
1
Ф
Ф
Ф
Ф
状态码加1
从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。
当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。
而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。
74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO=Q0·Q1·Q2·Q3·CET。
合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制。
三进制计数器电路可由16进制计数器74LS161构成，由于汽车左右转弯时，两侧的三个指示灯依次循环点亮，所以用三进制计数器循环控制译码器电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。
图3.1三进制计数器的逻辑电路
表3.1三进制计数器输出与各指示灯逻辑功能表
CP
BA
SW3
D1D2D3D4D5D6
↑
00
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
↑
01
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
↑
10
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
3.2计数器电路设计过程
由于汽车左右转弯时，三个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器74LS161控制译码器74LS138电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。
由此得出在每种运行状态下，各指示灯与各给定条件（SW1、SW2、SW3、SW4）的关系，即逻辑功能表如下表2所示:
表3.2汽车尾灯控制逻辑真值表
开关控制
译码器输入
六个指示灯
KS
KY
KZ
C
B
A
D1D2D3D4D5D6
X
0
0
X
X
0
000000
0
1
1
0
0
0
1
0
1
0
001000
010000
100000
1
1
1
1
0
0
1
0
1
0
000100
000010
000001
1
0
1
1
X
X
CPCPCPCPCPCP
注：
0表示开关闭合，1表示开关打开；0表示灯灭状态，1表示灯亮状态
3.3计数器单元电路设计图
由总体框图知，汽车尾灯电路由显示、驱动电路和译码电路组成，设计成如下图3所示，其显示、驱动电路由6个发光二极管和6个反相器构成；译码电路由3-8线译码器74LS138和6个与非门构成；开关控制电路则由四个单刀单置开关构成，分别为KS,KY,KZ，译码器74LS138的三个输入端A、B、C分别接Q0、Q1、KS，使能控制端E1接开关SW2，而Q0、Q1是三进制计数器的两个输出端；开关SW1控制六个与非门的共同输入端，开关SW4则控制脉冲CP的给出，如下图4所示
图3.2译码及尾灯状态显示、驱动电路3.3模式控制电路
3.4时钟脉冲电路
由555定时器构成的多谐振荡器电路如图3所示。
由555构成的多谐振荡器
接通电源后，电容C被充电，Vc上升，当Vc上升到2/3Vcc时，触发器被复位，此时Vo为低电平，电容C通过R2和T放电，使Vc下降。
当Vc下降到1/3Vcc时，触发器又被复位，Vo翻转为高电平。
周期T为：
T=（R1+2R2）Cln2≈0.7（R1+2R2）C
这样，通过控制电容充放电时间，使多谐振荡器产生时钟信号。
第四章总体电路软件仿真结果
利用Multisim10进行测试和仿真。
1.当汽车正常行驶时，AB置为00状态，指示灯全灭。
图7 正常行驶仿真结果
2.当汽车左转弯时，AB置为10状态，左侧3个指示灯按LED1->LED2->LED3顺序循环点亮。
图8 左转弯仿真结果
3.当汽车右转弯时，开关置为01状态，右侧3个指示灯按LED4->LED5->LED6顺序循环点亮。
图9 右转弯仿真结果
4.当汽车刹车时，AB置为11状态，所有指示灯全部随着时钟信号闪烁。
图10刹车仿真结果
第五章心得体会
通过汽车尾灯控制电路的设计使我了解到数字电路及其芯片的应用面广功能强大使用方便并且已经广泛地应用在各种机械设备和生产过程的各个方面。
本次基于数字电路的汽车尾灯控制电路设计经过了整体分析、模块化分析、整体与模块的分析结合这样三个步骤最终实现了设计要求的功能。
在设计过程中通过利用EWB软件对设计电路进行测试和仿真使我更进一步的掌握了该软件的应用。
这一次汽车尾灯控制电路的毕业论文设计使我受益匪浅。
通过对自己在大学几年所学的知识的回顾并发挥对所学知识的理解和思考及书面表达能力自己亲手设计最终完成目标了。
这为自己今后进一步学习积累了一定的宝贵经验。
把知识转化为能力的实际训练培养了我运用所学知识解决实际问题的能力。
虽然本次论文设计功能实现较少但全文设计都是在老师帮助下自己一步一步亲手设计制作的鉴于本人的水平有限论文中难免会存在一些错误和漏洞请各位老师指正在此向大家表示衷心的感这次总的说来收获很大，但在独立设计过程中着实也遇到了不少困难。
比如开始时不知用什么逻辑器件使输出实现循环，以使指示灯按一定的顺序依次点亮，后经过与同学的讨论最终使问题得到了解决，我想这也是最吸引我们的地方，当真正投入时才发现乐在其中。
虽然一开始对软件不熟悉，刚进行上机设计时很不顺手，遇到不少麻烦，经过自己的学习和老师的指导，才完成了电路的设计并成功进行了仿真。
但其中的过程让我体会到书本上的知识是做任何实践的基础，只有对基础知识了解透彻，才会在设计方面游刃有余，本次试验也锻炼了我的动手和设计的能力，对自己分析能力的提高有很大帮助。
参考文献
[1]欧阳星明.数字逻辑.3版[M].武汉：
华中科技大学出版社，2007.
[2]康华光.电子技术基础：
数字部分4版.[M].北京：
高等教育出版社，2000.
[3]白中英.数字逻辑与数字系统（第三版•网络版）北京：
科学出版社，2002.
[4]阎石．数字电子技术基础（第五版）[M].北京：
清华大学出版社，2006.5
[5]鲍可进、赵念强.数字逻辑电路设计（第二版）[M].北京：
清华大学出版社，2010.2
[6]王永军，李景华.数字逻辑与数字系统（第二版）.北京：
电子工业出版社，2002.
[7]姜书艳.数字逻辑设计及应用[M].北京：
清华大学出版社，2008.4
[8]
升级会员 