沈阳航空航天大学课 程 设 计（说明书）汽车尾灯控制电路设计班级 / 学号 -2072 学 生 姓 名 张 小田 指 导 教 师 赵 敏 沈阳航空航天大学课 程 设 计 任 务 书课 程 名 称 电子技术综合课程设计 院（系） 专业 班级 202 学号 姓名 课程设计题目 汽车尾灯控制电路设计 课程设计时间: 2 年 12月 24 日 至 2 年 1 月 6 日课程设计的内容及要求：一、设计说明在汽车行驶过程中，汽车的尾灯会根据汽车行驶的状态相应的发生状态的变化。假设汽车尾灯左右两侧各有三个指示灯，设计一个用于控制汽车尾灯的电路。其原理参考框图如图1所示。 图1 汽车尾灯控制电路原理框图二、技术指标1汽车正常运行时指示灯全灭；2汽车右转弯时，右侧三个指示灯按右循环顺序点亮；3汽车左转弯时，左侧三个指示灯按左循环顺序点亮；4汽车临时刹车时所有指示灯同时闪烁。三、设计要求1. 汽车尾灯控制电路的直流稳压电源要求自行设计。2在选择器件时，应考虑成本，要求指示灯用发光二极管模拟。3根据技术指标，通过分析计算确定电路和元器件参数。4画出电路原理图（元器件标准化，电路图规范化）。四、实验要求1根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。2进行实验数据处理和分析。五、推荐参考资料1刘修文主编.实用电子电路设计制作.M北京：中国电力出版社，2005年2朱定华主编.电子电路测试与实验.M北京：清华大学出版社，2004年3路勇主编.电子电路实验及仿真.M北京：北方交通大学出版社，2004年六、按照要求撰写课程设计报告指导教师 年 月 日负责教师 年 月 日学生签字 年 月 日成绩评定表评语、建议或需要说明的问题：指导教师签字： 日期：成 绩汽车尾灯控制电路设计一. 概述1 首先由开关控制电路，进而控制汽车尾灯闪亮，开关电路包括：非门，异或门，与非门，电阻，直流稳压电源。分别控制输出的高低电平，以便达到控制各芯片工作的目的。2 其次将开关电路输出的信号输入到74LS138N芯片分别控制左右两边的指示灯点亮。3 最后通过置零法将74LS160D改成3进制计数器来控制3个指示灯循环点亮。二.方案论证 本次课设有三个方案，三方案对比而言方案二可行性更高，所以本次课设采用第二个方案。方案一原理框图如下：信号发生器六个LED指示电路1 移位寄存器首先由开关控制电路，进而控制汽车尾灯闪亮，开关电路包括：非门，异或门，与非门，电阻，直流稳压电源。分别控制输出的高低电平，以便达到控制各芯片工作的目的。2 其次将开关电路输出的信号输入到74LS138N芯片分别控制左右两边的指示灯点亮。3 最后通过置零法将74LS160D改成3进制计数器来控制3个指示灯循环点亮。74LS194开关控制电路 图1 方案一原理框图方案二原理框图如下：指示灯电路译码器三进制计数器直流稳压电源开关电路图2 方案二原理框图 方案三原理框图如下：开关电路直流稳压电源指示灯电路译码器三进制计数器图3 方案三原理框图三电路设计1直流稳压电源直流稳压电源电路原理框图如下：整流滤波稳压市电图4 直流稳压电源原理框图输入为220V，50Hz交流电源，连接一个25：1的变压器，型号为TS_AUDIO_10_TO_1，由桥式整流电路将正弦波转换为馒头波，整流之后变为纹波电压，为滤波电容，作用是去除多余纹波，最后经过稳压管LM7805KC得到直流稳压电源。直流稳压电源电路图如下： 图5 直流稳压电源电路图2. 开关电路 开关如图所示开关电路由电源，2个开关，1个与非门，1个异或门以及2个500欧保护电阻构成。 图6 开关电路图 3. 指示灯电路如下图所示，指示灯电路由6个发光二极管，6个与非门，6个200欧保护电阻，每一个二极管连接一个保护电阻和与非门，每个与非门的一个管脚与高电平相连。 图7 指示灯电路图4. 译码器如下图所示，选用74LS138N作为本方案的译码器。管脚G1为高电平有效，连接G1的是一个异或门，所以只有当两个开关状态不同的时候译码器能工作，也就是只有当汽车转弯的时候译码器工作。A B C为输入端，C为高位。当C为0时即J1打开J2闭合，汽车左转，输入端的值为1,2,3循环变化，对应输出端Y1 Y2 Y3循环工作,实现左侧三个指示灯按左循环顺序点亮；当C为1时即J1闭合J2打开，汽车右转，输入端的值为5,6,7循环变化，对应输出端Y5 Y6 Y7循环工作，实现右侧三个指示灯按右循环顺序点亮。 图8 译码器5. 三进制计数器 如下图所示，由74LS160D改进成三进制计数器，该电路是用置零法进行循环，当QC输出为1时，通过非门给置零端CLR使其置零，从而使QD、QC、QB、QA依次输出为0000、0001、0010、0011，如此循环，之后通过编码器138使其输出0000、0001、0010、0100如此循环从而使LED循环点亮。 图9 三进制计数器四性能测试1直流稳压电源输出波形 由图11的示波器的界面可以知道直流稳压电源输出为5V直流的电压。 图10 直流稳压电源电路图 图11 直流稳压电源输出波形 2汽车正常行驶时指示灯的状态由下图可以看到当汽车正常行驶时，两边开关同时闭合，所有指示灯全部熄灭。 图12 汽车正常行驶指示灯的状态 图13 汽车正常行驶指示灯的波形图3. 汽车右转弯时指示灯的状态由下图可以看到当汽车右转弯时，右边开关打开，右侧三个指示灯按右循环顺序点亮。 图14 汽车右转行驶指示灯的状态 图15 汽车右转行驶指示灯波形图4 汽车左转弯时指示灯的状态 由下图可以看到当汽车左转弯时，左边开关打开，左侧三个指示灯按左循环顺序点亮。 图16 汽车左转行驶指示灯的状态 图17 汽车左转行驶指示灯波形图5. 汽车临时刹车时指示灯的状态 由下图可以看到当汽车临时刹车时，两边开关同时打开，所有指示灯同 时闪烁。 图18 汽车刹车指示灯的状态 图19 汽车刹车指示灯的波形图五结论 本次课程设计所完成的电路符合任务书中要求的各项任务指标，即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闪亮；汽车右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序闪亮；临时刹车时所有指示灯同时闪烁。电路仿真结果也一样符合要求。在设计的过程中，各种器件都是比较便宜和常见的，通过对开关电路的设计，和通过置零法将74LS160D改变成三进制计数器以及通过合理运用译码器来控制汽车尾灯的正确点亮。单元电路仿真和性能的测试是用IN Multisim10软件进行仿真的，效果非常正确和明显。六 性价比 这次数电课程设计所用到的元器件都比较便宜和常见,例如：开关，电阻，发光二极管，非门，与非门 ，异或门，LED灯，74LS160D，74LS138N等价格相对都比较便宜， 所以整个电路的造价是比较低的，因此性价比比较高。七 课设体会及合理化建议 经过这两周的数电课设，学到了很多东西，锻炼了自己的能力，熟悉了NI Multisim 10这个软件。我认为对数字电路原理的理解和电路的设计能力也非常重要。之前所有的学习几乎都是理论性的，经过这次实习对很多器件的功能有了更深的了解。开始拿到这个题目的时候，心里完全没有思路，后来通过查阅资料，向同学和老师请教，渐渐的确定主要芯片元件，然后再完善电路图，这个过程教会我要学会耐心、细心对待任务，并且要懂得与人合作交流。经过自己反复琢磨，确定总电路，最终成功仿真了汽车尾灯控制电路，那刻心里那种成功的喜悦真的超赞。课设的收获：1、对MULTISIM有了初步的系统了解。2、在课程设计过程中，要细心连接每个元件。3、在课程设计中，提高了自己解决问题的能力。虽然在课设中会遇到难题，但是从中我学到了很多，使自己的理解能力也有所提高。4、通过两周的课设，我体会到在以后的理论学习中能够明白自己的学习方向，强化了专业知识，更好的掌握数字电路的这门课程。 参考文献 1刘修文主编.实用电子电路设计制作.M北京：中国电力出版社，2005年2阎石主编.数字电子技术. M北京：高等教育出版社，2006年3路勇主编.电子电路实验及仿真.M北京：北方交通大学出版社，2004年附录I 总电路图 图20 汽车尾灯控制总电路附录II 元器件清单序号编号名称型号数量1U1 计数器74LS160D12U3译码器74LS138N13U2A 非门74LS04N1 4U4A异或门74LS86D15U610A与非门74LS00N