数字电子技术课程设计.docx
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数字电子技术课程设计
目录
目录1
第一章绪论2
第二章设计总方案的确定2
第三章设计步骤5
第四章进实验室进行仿真实验8
第五章心得体会9
参考文献：
10
附录:
11
第一章绪论
随着数字电子技术的发展，数字控制电路越来越多的运用于人们的生产生活中。
当今社会，汽车已成为人们生活中不可缺少的交通工具。
汽车尾灯是汽车构造的重要组成部分，由此汽车尾灯控制电路也变得十分重要。
具有良好的汽车尾灯性能是汽车必不可少的，也是行车安全重要的一部分。
汽车尾灯的闪烁并不是毫无规律的，它是根据汽车行驶的方向不断变化的。
汽车尾灯控制电路与汽车尾灯的变化息息相关，简而言之，就是汽车尾灯控制电路掌握着汽车尾灯的变化规律。
所以对汽车尾灯控制电路的设计既具有学术意义又具有实际价值。
数字电子技术课程设计是电气工程及其自动化专业必修的技术基础课。
该课程不仅具有自身的理论体系且是一门实践性很强的课程。
数字电子课程设计就是通过与实践相联系，提高我们当代大学生的设计和实践能力，从而更好地理解书本上的知识。
此次数字电子课程设计全部过程都将由我们自行完成，这就需要我们不仅熟悉了解课本上的知识，还要学会将理论知识应用到我们的实践中，并学会利用书籍资料来帮助自己。
因此，动手参与汽车尾灯控制电路的设计能巩固、深化和扩展我们的理论知识与初步的专业技能，为以后的专业学习打下坚实的基础。
第二章设计总方案的确定
2.1设计的目的及任务
设计目的：
1.使学生进一步掌握数字电子技术的理论知识，培养学生工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力。
2.使学生基本掌握常用电子电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力。
熟悉并学会选用电子元器件，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
3.了解并掌握汽车尾灯控制电路的工作原理，熟悉常用芯片的使用，掌握时序逻辑电路和组合逻辑电路的分析方法。
设计任务：
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。
1.汽车整车运行时指示灯全灭；
2.右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；
3.左转弯时左侧3个指示灯按左循环顺序点亮；
4.临时刹车时所有指示灯同时闪烁。
根据设计的基本要求确定设计方案，阐述汽车尾灯控制电路工作的基本原理，并最终绘制汽车尾灯控制电路总体原理图。
2.2设计前的准备及总体思路
1.准备工作：
在确定了要做“汽车尾灯控制电路”这个设计课题后，我首先熟读了教材，使自己掌握了一些必要的理论基础，在此基础之上，我带着课题又参考了有关“汽车尾灯控制电路”的一些资料，为自己的课程设计理清了头绪，并且在脑海中形成一个清晰的设计思路。
2.基本设计思路：
汽车尾灯控制电路是由振荡电路、三进制计数器、译码电路、显示驱动电路和开关控制电路等电路组成。
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。
2.3设计方案及原理框图
1.设计方案：
汽车尾灯控制电路中振荡电路由数字电子KHD-2试验台提供，KHD-2试验台提供脉冲信号，三进制计数器我们选用双JK触发器74LS76进行构成。
译码与显示驱动电路的功能是在开关控制电路输出和三进制计数器状态的作用下，提供6个尾灯控制信号，当译码驱动电路输出的控制信号为低电平时，相应指示灯点亮。
因此，译码与显示驱动电路可用74LS138、6个与非门和6个反相器构成。
脉冲信号用于提供给双J-K触发器构成的三进制计数器和开关控制电路中的三输入与非门的输入信号。
其次，双JK触发器构成的三进制计数器用于产生00、01、10的循环信号，此信号提供左转、右转的原始信号。
最后左转、右转的原始信号通过6个与非门，6个非门以及7410提供的高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右的3个汽车尾灯上，得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需功能。
2.原理框图：
第三章设计步骤
3.1汽车尾灯控制逻辑功能表
根据汽车控制电路的设计要求，汽车左转弯时，三个灯循环点亮，所以用三进制计数器控制译码电路顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。
汽车右转弯时，三个灯循环点亮，三进制计数器控制译码电路顺序输出低电平，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S1、S2、CP、Q1、Q0的关系，即逻辑功能表如表所示（表中0表示灯灭状态，1表示灯亮状态）。
开关控制
运行状态
三进制计数器
左尾灯
右尾灯
0
0
正常运行
000
000
0
1
右转弯
0
0
1
0
1
0
000
000
000
100
010
001
1
0
左转弯
0
0
1
0
1
0
001
010
100
000
000
000
1
1
临时刹车
CPCPCP
CPCPCP
3.2开关控制电路的设计
开关控制电路与译码与显示驱动电路密切相关，假设74LS138和显示驱动电路的使能端信号分别为G和A，根据总体逻辑功能表分析及组合得G、A与给定条件（S1、S2、CP）的真值表如下：
开关控制
CP
使能信号
G
A
0
0
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
CP
0
CP
由真值表可得出开关的控制电路
3.3 三进制计数器电路
三进制计数器电路可由双JK触发器74LS76构成。
JK触发器的
逻辑功能具有记忆性，采用CP下降沿触发的JK触发器，当CP由1跳变为0时，触发器的输出依据J和K的状态而定，在CP的下降沿，当J,K端都为0时，触发器的状态保持不变；当J,K端不相等时，触发器的状态与J端状态一致；当J,K端的状态均为一时，输出状态发生翻转。
于是由汽车尾灯控制电路逻辑功能表可以设计出三进制计数器的电路图。
设计简图如图所示：
3.4汽车尾灯的显示驱动电路设计
汽车尾灯电路的显示驱动电路由6个发光二极管和6个反相器构成，译码电路由3线8线译码器74LS138和6个与非门构成。
74LS138的三个输入端A2、A1、A0分别接S1、Q1、Q0，而Q1，Q0是三进制计数器的输出端。
当S1＝1，S2＝0时，使能信号A＝G＝1，计数器的状态为00，01，10时，74LS138对应的输出端0Y、1Y、2Y依次为低电平有效，3Y、4Y、5Y信号为“1”无效，即反相器G1～G3的输出也依次为0，故指示灯D3→D2→D1按顺序点亮示意汽车左转弯。
若上述条件不变，而S1＝0，S2＝1时，则74LS138对应的输出端4Y、5Y、6Y依次为0有效，即反相器G4~G6的输出端依次为0，故指示灯D4→D5→D6按顺序点亮示意汽车右转弯。
当G＝0，A＝1时，74LS138的输出端全为1，G1~G6的输出端也全为1，指示灯全灭；当G＝0,A=CP时，指示灯随CP的频率闪烁。
根据这些分析可以设计出汽车尾灯的显示驱动电路，电路如图所示：
第四章进实验室进行仿真实验
4.1电路连接
在仿真实验中，按照设计图纸将开关控制电路，三进制计数器电路与汽车尾灯的显示驱动电路连接在一起，从而形成一个完整的汽车尾灯控制电路，并将时钟脉冲发生器连入电路。
从而在multisim中完成仿真实验。
4.2电路调试与结论
连好电路后，先将开关S1，S2都断开，发现显示灯全灭，这说明汽车正常行驶。
再将开关S1,S2分别接低电平0和高电平1，发现右侧尾灯D1，D2，D3在译码器输出作用下顺序循环点亮。
表示汽车右转弯。
当开关S1闭合，S2断开时，发现左侧尾灯D4,D5,D6在译码器输出作用下顺序循环点亮，表示汽车左转弯。
当S1,S2同时闭合时，发现左右侧灯在时钟脉冲CP的作用下同时闪烁，这表示汽车处于临时刹车状态，如果实验现象与这四种状态相符合，则仿真实验成功完成。
4.3实验误差分析
1．元件本身存在误差
2.电路设计的优良与否将对实验带来误差。
3.人为的测量误差，函数发生器的时钟脉冲频率的快慢会对实验现象带来影响。
第五章心得体会
此次数字电子课程设计让我收获很多，我在课程设计过程中，我查阅了各种资料，学会利用书籍资料来帮助自己，还学会了一些作图软件的使用，利用绘图软件设计电路图。
数字电子课程设计通过与实践相联系，提高我们当代大学生的设计和实践能力，从而让我们更好地理解书本上的知识。
而且培养我们综合运用所学知识分析和解决工程实际问题的能力，培养我们正确的设计思想，理论联系实际的工作作风，严肃认真、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。
对汽车控制电路的设计运用了3-8译码器的译码功能和JK触发器计数记忆功能，加深了我对3-8译码器和JK触发器有关知识的理解。
加强了同学与老师的交流合作。
在老师的帮助和指导下，我还掌握了multisim中进行绘图和数电仿真实验。
总之，这次数字电子课程设计深化和扩展我们的理论知识与初步的专业技能，为以后的专业学习打下坚实的基础。
参考文献：
【1】电子设计自动化，中国电力出版社，2009.
【2】数字电子技术基础，中国电力出版社，2008.
【3】电路设计与仿真应用，北京，清华大学出版社，2000.
【4】电子电路制作，科学出版社，2007.
附录:
1.汽车尾灯控制电路完整电路原理图
汽车尾灯控制电路元件选取
74LS138
74LS00
74LS86
74LS04
74LS76
+5v直流电源
LED灯6个
200Ω电阻6个
2.汽车尾灯控制电路元件选取
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