简介

  本文旨在给学弟学妹做大作业时提供思路，学校作业可能会查重，学弟学妹使用的时候一定要读懂后进行修改！！！

  代码和报告见我的GitHub找相应的课程,求个Star:XDU_HW，里面还有其他课程的代码和报告

  如果发现哪里有错可以评论留言。

一、实验任务及要求

1.1实验任务

  设计一个汽车尾灯控制电路。

1.2实验要求

1.汽车正常行驶时，尾部两侧的6个指示灯全部熄灭。
2.刹车时，尾部的指示灯全亮。
3.右转弯时，右侧3个指示灯为右顺序循环点亮，频率为1Hz，左侧灯全灭。
4.左转弯时，左侧3个指示灯为左顺序循环点亮，频率为1Hz，右侧灯全灭
5.右转弯刹车时，右侧的3个尾部灯顺序循环点亮，左侧的灯全亮；左转弯刹车时，左侧的3个尾部灯顺序循环点亮，右侧的灯全亮。
6.倒车时，尾部两侧的6个指示灯随CP时钟脉冲同步闪烁。
7.用七段数码管分别显示汽车的七种工作状态，即正常行驶、刹车、右转弯、左转弯，右转弯刹车、左转弯刹车和倒车等功能。

二、遇到的问题

2.1仿真时间与实际时间不符

2.1.1问题

  在运行仿真程序后，现实中需要过几十秒的时间，仿真的时间才能真正过去1秒，导致波形不方便观测。

2.1.2解决

  在互动中设置最大步长为1秒

三、理论设计

3.1汽车尾灯的设计

  本文采用六个信号指示器来模拟车灯，从左到右依次为L1L2L3R1R2R3L_1L_2L_3R_1R_2R_3L1​L2​L3​R1​R2​R3​，原理图如图1所示。

图 1汽车尾灯原理图

3.2脉冲信号产生电路

  本文采用由555定时器构成的多谐振荡器产生的信号作为电路的信号，其原理图如图2所示。

图 2由555定时器构成的多谐振荡器

  由555定时器构成的多谐振荡器产生的信号如图3所示

图 3由555定时器构成的多谐振荡器产生的信号

  其中

{T1≈0.7(R1+R2)C2)T2≈0.7R2C2T=T1+T2≈0.7(R1+2R2)C2\begin{cases} T_1\approx0.7(R_1+R_2)C_2) \\ T_2\approx0.7R_2C_2\\ T=T_1+T_2\approx0.7(R_1+2R_2)C_2 \end{cases} ⎩⎪⎨⎪⎧​T1​≈0.7(R1​+R2​)C2​)T2​≈0.7R2​C2​T=T1​+T2​≈0.7(R1​+2R2​)C2​​

为使555定时器构成的多谐振荡器产生1赫兹的脉冲信号，设置

R1=43kΩR2=50kΩC2=10μFR_1=43k\Omega\\ R_2=50k\Omega\\ C_2=10\mu F R1​=43kΩR2​=50kΩC2​=10μF

3.3顺序循环点亮装置的设计

本文采用74LS194集成移位寄存器构成的经典自校正环形计数器作为顺序循环点亮装置，其原理图如图4所示。

图 4 74LS194构成的经典自校正环形计数器

其具有全零检测功能和自启动能力，实现的功能如图5所示

图 5 环形计数器实现功能

当右侧灯从左到右依次接QAQBQCQ_AQ_BQ_CQA​QB​QC​时，实现右顺序循环点亮；当左侧灯从左到右依次接QCQBQAQ_CQ_BQ_AQC​QB​QA​时，实现左顺序循环点亮，频率均为时钟频率。

3.4工作状态切换及数码管显示电路

为实现七种不同工作模式的切换，本文采用三个双向开关K1K2K3K_1K_2K_3K1​K2​K3​来控制不同工作状态，K1K2K3K_1K_2K_3K1​K2​K3​与电路逻辑功能的关系如表1所示

表 1 与电路逻辑功能的关系

	工作状态
000	正常行驶
001	刹车
010	右转弯
011	左转弯
100	右转刹车
101	左转刹车
110	倒车

工作状态控制及显示原理图如图6所示

图 6工作状态控制及显示原理图

3.5不同工作状态下汽车尾灯亮灭模式的设计

设状态变量Q1Q2Q_1Q_2Q1​Q2​分别表示汽车尾灯L1L2L3L_1L_2L_3L1​L2​L3​和R1R2R3R_1R_2R_3R1​R2​R3​不同工作模式下的亮灭状态，F1F2F3F_1F_2F_3F1​F2​F3​分别表示亮灭模式是否为1赫兹左顺序循环点亮、1赫兹左顺序循环点亮和随CPCPCP时钟脉冲同步闪烁。根据实验要求得到的逻辑功能关系如表2所示。

表 2逻辑功能关系

000	0	0	0	0	0
001	1	1	0	0	0
010	0	1	0	1	0
011	1	0	1	0	0
100	1	1	0	1	0
101	1	1	1	0	0
110	1	1	0	0	1

通过卡诺图化简得到

{Q1=K1+K3Q2=K1+K2K3‾+K2‾K3F1=(K1+K2)K3F2=(K1⨁K2)K3‾F3=K1K2\begin{cases} Q_1=K_1+K_3 \\ Q_2=K_1+K_2\overline{K_3}+\overline{K_2}K_3 \\ F_1=(K_1+K_2)K_3 \\ F_2=(K_1\bigoplus K_2)\overline{K_3} \\ F_3=K_1K_2 \\ \end{cases} ⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧​Q1​=K1​+K3​Q2​=K1​+K2​K3​​+K2​​K3​F1​=(K1​+K2​)K3​F2​=(K1​⨁K2​)K3​​F3​=K1​K2​​

对于汽车的单个车灯，在不同工作模式下，要实现亮、灭、3赫兹闪烁、随CP时钟脉冲同步闪烁四种不同状态。
以最左侧车灯为例，在左转和左转刹车状态下随着74LS194的输出QCQ_CQC​闪烁，在倒车状态下随着CP闪烁，在右转刹车和刹车状态下常亮，其余状态下熄灭，为实现次功能，我们令

L1=(Q1⨁F1)(K3‾+CP)+QCF1L_1=(Q_1\bigoplus F_1)(\overline{K_3}+CP)+Q_CF_1 L1​=(Q1​⨁F1​)(K3​​+CP)+QC​F1​

其中CP为CP时钟，QCQ_CQC​为74LS194的QCQ_CQC​输出。
同理

{L2=(Q1⨁F1)(K3‾+CP)+QBF1L3=(Q1⨁F1)(K3‾+CP)+QAF1R1=(Q2⨁F2)(K3‾+CP)+QAF2R2=(Q2⨁F2)(K3‾+CP)+QBF2R3=(Q2⨁F2)(K3‾+CP)+QCF2\begin{cases} L_2=(Q_1\bigoplus F_1)(\overline{K_3}+CP)+Q_BF_1 \\ L_3=(Q_1\bigoplus F_1)(\overline{K_3}+CP)+Q_AF_1 \\ R_1=(Q_2\bigoplus F_2)(\overline{K_3}+CP)+Q_AF_2 \\ R_2=(Q_2\bigoplus F_2)(\overline{K_3}+CP)+Q_BF_2 \\ R_3=(Q_2\bigoplus F_2)(\overline{K_3}+CP)+Q_CF_2 \\ \end{cases} ⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎧​L2​=(Q1​⨁F1​)(K3​​+CP)+QB​F1​L3​=(Q1​⨁F1​)(K3​​+CP)+QA​F1​R1​=(Q2​⨁F2​)(K3​​+CP)+QA​F2​R2​=(Q2​⨁F2​)(K3​​+CP)+QB​F2​R3​=(Q2​⨁F2​)(K3​​+CP)+QC​F2​​

原理图见图7。

3.6系统总体框图

系统的总体框图如图7所示，元器件清单列表见附录一。

图 7系统总体框图

四、仿真结果

4.1仿真电路图

如图7所示。

4.2脉冲产生电路仿真

由555定时器构成的多谐振荡器产生的信号如图8所示。

图 8脉冲波形图

4.3 74LS194环形计数器仿真

由74LS194构成的环形计数器产生的QAQBQCQ_AQ_BQ_CQA​QB​QC​信号如图9所示，从上到下依次为QAQBQCQ_AQ_BQ_CQA​QB​QC​。

图 9环形计数器仿真

4.4不同工作状态下汽车尾灯的亮灭模式仿真

逻辑分析仪从上到下依次为L1L2L3R1R2R3L_1L_2L_3R_1R_2R_3L1​L2​L3​R1​R2​R3​的亮灭情况。

4.4.1正常行驶

4.4.2刹车

4.4.3右转弯

4.4.4左转弯

4.4.5右转弯刹车

4.4.6左转弯刹车

4.4.7倒车

五、附录

附录一 源程序

代码见我的GitHub找相应的课程,求个Star:XDU_HW
源程序可以在汽车尾灯显示控制电路Multisim仿真下载

附录二 元器件清单列表

元器件型号	个数
555定时器	1
移位寄存器	1
双向开关	3
示波器	1
二输入与门	1
二输入或门	1
三输入或非门	1
异或门	3
非门	4
电容	2
电阻	2

西安电子科技大学-数字电路与逻辑设计大作业-汽车尾灯显示控制电路相关推荐

1. 中山大学数字电路实验时钟设计大作业

   中山大学数字电路实验时钟设计大作业 一.实验题目 Proteus设计时钟 二.实验目的 使用Proteus实现具有分.秒计时的计数器,计数结果要求在7段数码管(7SEG-MPX4-CC-RED)上显示 ...

2. 数字逻辑设计大作业-乒乓球游戏模拟器

   乒乓球游戏模拟器 前言 设计内容 工作原理 系统方框图 输入输出定义 设计代码 顶层设计文件 核心状态机 分频模块(5hz) 随机数生成 分数处理及显示模块 前言 这是我的数逻大作业,选了一个看起来很 ...

3. 西安电子科技大学-EDA大作业-交通控制器

   西安电子科技大学-EDA大作业-交通控制器 简介 一.实验目的 二.设计任务 三.程序设计 3.1 分频器 3.2 45秒倒计时 3.3 数码管译码器 3.4 总控制器 3.5 顶层设计 3.6 引脚 ...

4. 陕西省ti杯竞赛题目_2017年全国大学生电子设计竞赛和陕西省（TI杯）校际联赛暨西安电子科技大学校内选拔赛...

   为积极做好2017年全国大学生电子设计竞赛的前期准备和组织工作,确保此项工作的顺利开展,同时为促进各高校竞赛工作的交流和沟通,提高校内赛竞赛水平,我校将联合省内几所电子信息类专业特色鲜明的高校共同举办 ...

5. 西安电子科技大学-信号与线性系统大作业-歌曲人声消除

   西安电子科技大学-信号与线性系统大作业-歌曲人声消除 简介 一.内容与要求 二.思路与方案 2.1 立体声消除人声 2.1.1 基本原理 2.1.2 通过左右两声道的音频消除人声 2.2 设计带阻滤波 ...

6. 西安电子科技大学-电磁场与电磁波大作业-生活中的电磁场与电磁波

   西安电子科技大学-电磁场与电磁波大作业-生活中的电磁场与电磁波 简介 一.航模接收机的天线 二.防蓝光眼镜 三.隐身飞机的外形 简介   本文旨在给学弟学妹做大作业时提供思路,学校作业可能会查重,学弟 ...

7. 基于GIS的校园公交车管理系统设计（西安电子科技大学GIS课程大作业）

   基于GIS的校园公交车管理系统设计 一.任务 通过信息网络将现实校园的各种信息收集,整理,归纳,存储,分析和优化,进而对校园的教学资源,校园环境等方面的实体和现象进行模拟,仿真,表现,分析和深入认识. ...

8. 西安电子科大计算机考研调剂,西安电子科技大学电子工程学院2020考研调剂信息...

   考研调剂是考研考生在第一志愿没有通过自己报考学校考试,但初试成绩符合复试调剂基本分数要求但在原报考单位没有复试资格,可以申请调剂.2020考研国家线已公布,2020考研调剂系统5月20日已开通,考研成 ...

9. 西安电子科技大学计算机微原课设,西安电子科技大学我机电院微机原理课程设计.doc...

   西安电子科技大学我机电院微机原理课程设计 微机原理课程设计 学 院 机电工程学院 专 业 自动化 姓 名 ******* 学 号 ******** 指导教师 千博 董瑞军 一.微元课程设计 课程设计的 ...

10. 大数据早报：西安电子科技大学成立部属全国高校首个人工智能学院； 三星与京东达成合作，用AI等技术为消费者带来创新购物体验（11.10）

    数据早知道,上乐投网看早报! 『MongoDB』MongoDB 3.6 默认对数据库勒索软件开启防御 2017 有一条关于 MongoDB 的重大安全新闻引起了广泛关注 -- MongoDB 被数据库 ...

最新文章

1. 今天看到的如何做个坏男人的招数
2. 李开复：旗下AI公司或在2021年上市，估值至少10亿美元
3. 微软技术透明中心落地北京,允许相关机构查看源代码
4. python反转列表不用切片,在Python中反转切片
5. iOS攻防——（四）class-dump-与-Dumpdecrypted-使用
6. JAVA-WBE——spring security 3.2 认证-学习笔记2
7. python启动jupyter,在Jupyter上启动python脚本作为后台作业
8. python缩进说法_【多选题】关于Python程序中与“缩进”有关的说法中，以下选项中错误的是（）。...
9. micopython 18b20_MicroPython控制8*8LED点阵显示温度
10. .net foreach 未执行完就到下一行了_PHP五十个提升执行效率的小技巧，和常见问题...
11. OpenShift 4 之通过命令创建Service Mesh环境
12. iOS开发UI篇—程序启动原理和UIApplication
13. python做meta分析_浅析python的metaclass
14. 环境微生物学练习题及答案
15. c语言pipe函数,pipe 函数 （C语言）
16. swing添加按钮监听后，面板监听失效
17. 小程序接口加密时去除昵称数据含有的reshuffle表情（例如emoji）
18. oracle中字体倒转,Oracle特殊查询 行列倒转 分页
19. 市场对计算机应用技术的需求,计算机应用技术专业人才需求调研分析
20. 《数据库原理与应用》实验一

热门文章

1. 使用matlab生成高斯滤波模板_matlab实现图像高斯滤波
2. 论文精读——基于演化动力学的复杂网络中带阈值雪堆博弈模型研究
3. 安装JDK11并配置环境变量（附百度网盘下载地址）
4. 关于二叉树前中后序遍历的常见问题
5. 【刷题总结】二叉树前中后序遍历
6. 大二下：概率论与数理统计复习 期末试题A
7. 74hc138译码器实验c语言程序,基于74hc138译码器实验分析 详解74hc138译码器实验
8. 计算机专业窗体的事件何时触发,高三计算机专业VB试题(七)
9. 偏微分方程数值解程序设计与实现——数学基础
10. 【排队论 | 数学建模常用模型】