汽车尾灯实训报告

随着集成电路和计算机技术的飞速发展，EDA技术应运而生，它是一种高级、快速、有效的电子设计自动化技术。EDA讲大量的电路功能集成到一个芯片中，并且由用户自行设计逻辑功能，提高了系统的集成度和可靠行。运用EDA技术可以方便、快捷的设计电路系统。本课程设计基于EDA系统，综合运用数字电路的知识，完成了汽车尾灯控制器电路的设计，它由始终分频模块、汽车尾灯主控模块、左灯控制模块和右灯控制模块四大部分组成。采用VHDL硬件描述语言描述汽车尾灯电路，完成对电路的功能仿真。在设计过程中，重点探讨了汽车尾灯电路的设计思路和功能模块划分，通过分析仿真波形表明设计的汽车尾灯电路完成了预期的功能。通过multism完成对电路的仿真，然后倒入PCB中，利用protel99绘制出PCB板。

关键字：EDA  汽车尾灯控制 PCB 

第1章 设计内容及要求

1.1 设计内容

设计一个汽车尾灯控制器，利用EDA软件进行编译和仿真，然后将其倒入PCB中利用protel99画出PCB板。

1.2 设计要求

假设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二级管模拟）有四种显示模式如下：

●汽车正常运行时指示灯全亮；

●左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮，每灯只隔0.5秒；

●右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮，每灯只隔0.5秒；

●临时刹车时左右两侧所有指示灯同时闪烁。

1.3 详细设计

系统的输入信号包括：系统时钟信号CLK。

系统的输出信号包括：汽车左侧3盏指示灯LLED1，LLED2， LLED3和汽车右侧3盏指示灯RLED1 ，RLED2，RLED3。

当汽车正常行驶时所有的指示灯都不亮，当汽车左转时，汽车左边的指示灯循环点亮；当汽车右转弯时，汽车右边的指示灯循环点亮；当汽车刹车或检测时所有的指示灯全亮。

第2章 设计思路方框图

2.1总的结构框图：

汽车尾灯控制电路原理框图 图2-1  

2.2设计思路：

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是相应指示灯点亮。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。途中，译码器74LS138的输入端C、B、A分别接C、Q1、Q0.当图中G1=F=1、C=0时，对于计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯D3、D2、D1对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯D3、D2、D1依次顺序点亮，示意汽车左转弯；当图中G1=F=1、C=1时，对与计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯D4、D5、D6对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯D4、D5、D6依次顺序点亮，示意汽车右转弯；当图中G1=0，F=1时，译码器输出全为1，使得所有指示灯对应的反相器输出全部为高电平，指示灯全部熄灭；当图中G1=0，F=cp时，所有指示灯随cp的频率闪烁。实现了4种不同模式下的尾灯状态显示。

第3章 单元电路图及原理说明

3.1三进制计数电路

三进制计数器电路可由十进制计数器74LS160构成，如下图所示

三进制计数器电路图3-1

三进制计数器的状态表如下表所示

3.2译码及显示驱动电路

译码及显示驱动电路 图3-3

左转弯电路实现：

        74160

L3=AB;

L2=A’B+AB=B;

L1=AB+A’B+AB’;

右转弯电路实现：

        74160

R3=AB;

R2=A’B+AB=B;

R1=AB+A’B+AB’;

3.3信号源电路

隔0.5秒亮，那么频率就是1/0.5=2HZ，所以采用2HZ的信号源：

信号源电路 图3-6

第4章 整机电路图及原理说明

4.1总电路设计

（1）当汽车正常运行时，S1=S0=0,使G=0,A=1，74LS138的输出端全为1，G6~G1的输出端也全为1，指示灯全灭灯。

（2）当汽车左拐时，S1=1,S0=0时，使得A=G=1, 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，示意汽车左转弯。

（3）当汽车右拐时，S1=0,S0=1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0有效(4Y,5Y,6Y信号为“1”无效)，即反相器G1~G3的输出端也依次为0，故指示灯D1→D2→D3按顺序点亮示意汽车右转弯。

（4）当汽车刹车时，S1=S0=1时，G=0，A=CP，指示灯随CP的频率闪烁。

   74LS138    

输入        输出

汽车尾灯运行状态 图4-1

4.2 汽车尾灯控制器的工作原理 

汽车尾灯控制器就是一个状态机的实例。当汽车正常行驶时所有指示灯都不亮；当汽车向右转弯时，汽车右侧的指示灯循环亮；当汽车向左侧转弯时，汽车左侧的指示灯循环亮；当汽车刹车时，汽车右侧的指示灯和汽车左侧的指示灯同时亮；当汽车在夜间行驶时，汽车右侧的指示灯和汽车左侧的指示灯同时一直亮。

通过设置系统的输入信号：系统时钟信号clk，汽车左转弯控制信号left，汽车右转弯控制信号right，刹车信号brake，夜间行驶信号night和系统的输出信号：汽车左侧3盏指示灯LLED1，LLED2， LLED3和汽车右侧3盏指示灯RLED1 ，RLED2，RLED3实现以上功能。

总电路图 图4-2

第5章 电路测试与仿真

5.1左转弯电路显示图：

LLED1 LLED2 LLED3三个灯循环点亮，开关J1闭合、J2断开。

左转弯电路显示图 图5-1

5.2右转弯电路显示图：

RLED1 RLED2 RLED3三个灯循环点亮，开关J2闭合、J1断开。

左转弯电路显示图 图5-2

5.3刹车和检测电路显示图：

LLED1 LLED2 LLED3 RLED1 RLED2 RLED3六个灯全点亮，开关J2断开、J1断开。

刹车和检测电路显示图 图5-3

5.4正常行驶电路显示图：

LLED1 LLED2 LLED3 RLED1 RLED2 RLED3六个灯全不点亮，开关J2闭合、J1闭合。

正常行驶电路显示图 图5-4

第6章 绘制出的PCB板图

6.1 顶层结果图：

6.2 底层结果图：

第7章 实训总结

通过本次课程设计，我们对EDA技术有了更深的了解，初步学会了采用自顶向下的系统设计方法设计系统，并且将MULTISM中仿真好的电路图导入到PCB中，然后利用PROTEL99绘制出PCB板图。使我们进一步熟悉了PROTEL99这款软件的使用，深刻体会到了用软件实现硬件设计的便捷与优越。

本次课程设计不仅培养了我们的实际操作能力，也培养了我们灵活运用课本知识，理论联系实际，分析问题和解决问题的能力。它不仅仅是一个学习新知识新方法的好机会，同时也是对我们所学知识的一次综合的检验和复习，使我们明白了自己的缺陷所在，从而查漏补缺。

在课程设计中，能与同学相互交流，分工合作，不仅降低了设计的难度，缩短了设计周期，更进一步培养了我们的团队合作精神。

在此次设计过程中，不仅要求我们掌握扎实的理论知识，分析问题能从根本原理出发，联系实际解决问题，还要求我们有耐心，毅力及细心。稍有不慎，一个小小的错误就会导致结果的不正确，而对错误的检查更要求我们要有足够的耐力，反复的调试，直到达到预期的运行结果。

这次设计中我们也遇到了一些问题，但通过相关资料的查询，以及老师的指导和同学们的帮助下，都顺利得以解决。这些经历使我们得以基类了一定的经验，相信对以后的学习和工作也会有一定的帮助

最后，感谢老师在本次实训中对我们的悉心指导和帮助。

参考文献

阎石，数字电子技术基础，2000，第四版，高等教育出版社，北京

熊伟等，Multisim7电路设计及仿真应用，2005，清华大学出版社，北京

李良荣等，EDA技术与实验，2010，电子科技大学出版社，成都

邹彦、庄严等编.EDA技术与数字系统设计, 2008,电子工业出版社，北京

张庆双主编.实用电子电路200例,2005,机械工业出版社，北京

附录：

元器件列表：