汽车尾灯电路设计报告

电子技术课程设计报告

题    目：  汽车尾灯控制电路

课    程：  数字电子技术

专    业：  电子信息工程

班    级：  电子信息122802

学    号： 

姓    名：

组        别：      第七组

指导教师：   仲瑞鹏

《数字电子技术基础》课程设计

一、课程设计的任务及技术要求

假设汽车尾灯左右两侧各有3个指示灯（用发光二极管模拟），要求汽车正常远行时指示灯全灭；右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；左转弯时左侧3个指示灯按做循环顺序点亮；临时刹车时所有指示灯同时闪烁。

二、设计题目及内容

  汽车尾灯控制电路

（1）、用发光二极管模拟汽车尾部左右两侧6个指示灯（汽车每侧三个灯），用两个拨动式（乒乓）开关作为左右转弯信号源； 

（2）、汽车正常运行时指示灯全灭；右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；左转弯时，左侧3个指示灯按做循环顺序点亮；

（3）、用一个开关模拟脚踏制动器，临时刹车时所有指示灯同时点亮；如果两个乒乓开关都被接通，说明驾驶员是一个外行，紧急闪烁器起作用。

目    录

1 设计任务及要求

2 系统总体设计方案

     2.1 总体设计方案分析与选择

     2.2 方案特点

3 控制电路设计

   3.1 控制电路工作原理

   3.2 器件选型

4 计数电路设计

   4.1 计数电路工作原理

   4.2 器件选型

5 系统总体电路设计

   5.1 系统总体电路

   5.2  电路说明

6 电路调试

   6.1 振荡电路调试及实验结果分析

   6.2 计数电路调试及实验结果分析

   6.3译码显示电路调试及实验结果分析

 6.4控制电路调试及实验结果分析

   6.5 系统联调及实验结果分析

7 改进意见及收获体会

8 器件明细清单   

参考文献

1设计任务及要求

汽车尾灯控制电路

设计任务

设计一个汽车尾灯控制电路，用6个发光二极管模拟汽车尾灯，即左尾灯（L1-L3）3个发光二极管；右尾灯（R1-R3）3个发光二极管。用两个开关分别控制左转弯尾灯显示和右转弯尾灯显示。当左转弯开关KL打开时，左转弯尾灯显示的3个发光二极管按右循环规律（L1L2L3→L2L3→L3→全灭）显示。同样，当右转弯开关KR被打开时，右转弯尾灯与左转弯灯相同规律显示，但方向相反（R1→R1R2→R1R2R3→全灭→R1）。

设计要求

  汽车尾部左右侧各3灯，实现以下四个状态：

A：正常运行，指示灯全灭；

B：左拐弯，左侧3灯按左循环依次点亮；

C：右拐弯，右侧3灯按右循环依次点亮；

D：故障时6个灯随同脉冲闪烁。

 分析以上设计任务，由于汽车左转弯、右转弯、刹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74160，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

2系统总体设计方案

2.1总体设计方案分析与选择

     汽车尾灯电路有左转、右转、刹车、误动作四种状态，所以用一片74LS138译码器来产生四种控制状态；右转灯一共有三盏，而且工作时是按从左往右的顺序亮的，所以用一片74LS160产生不同的频率，分别控制每盏灯。左转电路与右转电路类似。

   在设计实验电路的时候，考虑过三个方案。三种方案的不同点在于产生001、010、100三种信号的方法不同。

   第一种方案：通过74LS160计数器构成产生01、10、11三种状态循环的信号，然后再通过逻辑电路将其转换成所需的001、010、100三种左转或右转的信号。此方案连接方便，成本低，故采用此方案。

   第二种方案：通过74LS194移位寄存器来产生001、010、100三种状态信号。

   第三种方案：通过采用双J-K触发器74LS76构成三进制计数器。此方案设计较为复杂，故放弃采用。

2.2方案特点 

    电路用的器件都为常规器件，只需与门和非门，电路简单。电路工作稳定，功耗低。控制电路主要由一片74LS138组成，分别产生置零、左转、右转、报警和刹车五种信号；计数电路由两片74LS160组成，左右分别有一片，74160接成4进制，并用预置数端置零，产生的00、01、10、11四种信号分别通过与门和非门的组合来控制三盏灯按要求亮。信号从74138到74160再到各个灯。

3控制电路设计

3.1控制电路工作原理

  74LS138的A B C端分别接右转、左转、刹车控制信号，输出端Y0产生置零信号，Y1产生右转信号，Y2产生左转信号，Y3产生误动作报警信号，Y4~Y7产生刹车信号，此时不管左转和右转控制开关处于什么状态，刹车信号都控制灯的亮。

3.2器件选型

   74LS138 一片     74LS20一片   74LS00一片  74LS04一片

4计数电路设计

4.1计数电路工作原理

  74160的A B C D都接0电平，R’接控制电路的Y0端置零，ET、EP接Y1接控制端。QA和QB通过与非门接LD’预置数。

4.2器件选型

74160  一片     7400  一片   7404  一片

左转电路与右转电路基本一致

5系统总体电路设计

5.1系统总体电路

6电路调试

6.1振荡电路调试及实验结果分析

   振荡电路直接使用的是已有的2Hz的频率，所以直接用频率计测量输出频率是否是2Hz。

6.2 计数电路调试及实验结果分析

   将QA,QB按电路图，通过门电路接到三个LCD发光二极管上，用预置数法将160接成四进制，加上CLK信号，观察三盏灯亮的顺序是否和设计的一致。当时左边的三盏灯一直不亮，以为电路接错，重新接电路以后，左边的灯还是不亮；再检查电路，接线完全正确，然后想到可能是160坏了，把右边的换到左边，再加时钟信号，终于亮了。

6.3 控制电路调试及实验结果分析

用万用表的直流电压档测量各个输出端的电压，如：输入端输入001，则用万用表测Y1输出端的电压是否是0，以此类推。

6.4 系统联调及实验结果分析

将电路都连好后，加上时钟信号，置right端为高电平，其他两个端为低电平，则右转的三盏灯应该按从左往右的顺序亮；置left端为高电平，其他两个端为低电平，则左转的灯应该从右向左按顺序亮；置break端为高电平，其他两个端无论为高或低电平，则六盏灯同时亮；置right和left端同时为高电平，break为低电平，则尾灯不亮，报警灯亮。

7改进意见及收获体会

设计中的优点：

基本实现了汽车在运行时候尾灯点亮方式的各种情况。

设计中的不足：

由于在行车的时候都是用开关控制的，所以每一个开关应该有一个消除机械振动的装置，可以利用基本RS触发器来实现。在设计中可以再多用一个74161来做，从而简化电路图。所以如果在时间允许的条件下可以对这一系列的不足进行解决，从而是整个系统更加可靠。

收获及体会：

通过本次课程设计的制作，让我了解了汽车尾灯的工作原理，认识到汽车尾灯在交通安全中所扮演的重要角色，并学会了设计简易的汽车尾灯，进一步了解和掌握逻辑电路的分析和设计。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从而提高自己的实际动手能力和思考的能力。我在设计的过程中遇到了很多问题，同时在设计的过程中发现了自己的许多不足之处，但这些都将成为我的宝贵财富。 总之这次课设，不仅使我对所学过的知识有了一个新的认识，而且提高了我考虑问题，分析问题的全面性以及动手操作能力，使我的综合能力有了一个很大的提高。

8器件明细清单

表2.元件清单

[1] 阎石主编．数字电子技术基础（第四版）北京：高教出版社， 2000                               [2]唐程山主编、电子技术基础、北京高等教育出版社，2005

[3] 康华光主编、数字电子基础、北京高等教育出版社，1999

[4] 姚福安 著 电子电路设计与实践 山东科学出版社，2002

[5] 屠其非 LED用于汽车尾灯的展望  光源与照明，2001