数字电路课程设计汽车尾灯控制器
一、设计任务要求
1、汽车尾灯控制器内容
基本设计要求: 设计系统模拟汽车尾灯两侧信号,左右各有3个
指示灯(用发光二极管模拟),具有如下模式:
(1)汽车正向行使时,指示灯全部处于熄灭状态。
(2)汽车右转弯行驶时,右侧的3个指示灯按右循环顺序点亮,
(3)汽车左转弯行驶时,左侧的3个指示灯按左循环顺序点亮
(4)汽车临时刹车时,指示灯同时处于闪烁状
整体电路要双面板布线,状态转换可用数码管显示(选做)
二、设计框图及整机概述
2.1汽车尾灯控制器
2.1.1设计框图
图一 汽车尾灯控制电路设计框图
2.1.2整机概述
汽车尾灯控制电路中,汽车尾灯有正常运行、右转弯、左转弯和临时刹车4种不同状态。当正常行驶时,汽车的左右尾灯全灭;当汽车右转弯时,汽车的右尾灯按顺序依次从里向外循环点亮;当汽车左转弯时,汽车的左尾灯按顺序依次从里向外循环点亮;当汽车临时刹车是,所有的尾灯随着CP同时闪烁。
三、各单元电路的设计方案及原理说明
3.1汽车尾灯控制电路单元(五号字)(单元电路图,设计过程及原理说明)
3.1.1三进制计数器
三进制计数器由触发器74ls161构成。74ls161是4位初值可预置数的16进制同步计数器,如图3.1.1所示:
图3.1.1
采用同步置数法,预置数1101,当CLK产生上升沿时开始计数,计数到1111时返回预置数重新计数。从而由74ls161十六进制计数器实现三进制计数器功能,如图3.1.2:
图3.1.2
3.1.2译码电路
如图3.1.3,译码电路是由3-8译码器74ls138和6个与非门74ls00构成。74ls138的3个输入端A、B、C分别接S1、Q1、Q0,其中Q1、Q0是三进制计数器的输出端。当S1=0、使能信号A=E1=1,计数的状态为00、01、10时Y1、Y2、Y3依次输出低电平有效(Y5、Y6、Y7、输出高电平无效),经过与非门后依次高电平输出;当S1=1、使能A=E1=1时Y5、Y6、Y7依次输出低电平有效(Y1、Y2、Y3输出高电平无效),经过与非门后依次高电平输出;当E1=0、A=1时74ls138全部输出全为高电平,经过与非门后全为低电平;当G=0、A=CP时,与非门输出端随着CP脉冲的频率闪烁。
图3.1.3
3.3.3开关控制电路、开关S1、S0
列写开关、信号CP与使能信号E1、A的逻辑功能表
表3.1.1
开关控制 |
CP |
使能信号 |
||
S1 |
S0 |
E1 |
A |
|
0 |
0 |
× |
0 |
1 |
0 |
1 |
× |
1 |
1 |
1 |
0 |
× |
1 |
1 |
1 |
1 |
CP |
0 |
CP |
将逻辑功能表整理后得
E1=S1异或S0、
A=((S1﹒S0)(S1﹒S0﹒CP)’)’
如图3.1.4画出开关控制电路与开关
图3.1.4
3.1.4 LED、数码管驱动显示电路
如图3.1.5、3.1.6所示,LED显示电路由LED接300欧电阻组成,数码管由74ls48驱动。当S1、S0都没有按下时,LED灯全灭,74ls48输入端为0000,数码管显示数字0。当按下S0时,D3、D2、D1前的与非门依次高电平输出,实现D3、D2、D1依次从里向外点亮;74ls48输入端为0001,数码管显示数字1;。当按下S1时,D4、D5、D6前的与非门依次高电平输出,实现D4、D5、D6依次从里向外点亮;74ls48输入端为0010,数码管显示数字2;。当S0、S1都按下时D1、D2、D3、D4、D5、D6随着CP的频率闪烁,74ls48输入端为0011,数码管显示数字3。
图3.1.5
图3.1.6
四、调试过程及结果分析
实验1和实验2的一起写,(五号字)
(1)、汽车尾灯控制器三进制计数器设计时。使用4位二进制74ls161通过预置数法改成。方案一是预置数0000,Q1、Q0输出00、01、10。方案二是预置数1101,输出01、10、11。最后选择使用方案二,使用方案一需要Q1、Q0通过非门、与非门给预置数控制端(LOAD)置数控制。使用方案二只需要使用一个与非门便能完成置数控制。方案二可以减少非门的使用,从而降低PCB布线难度。
(2)、汽车尾灯控制器设计译码电路74ls138时。若三进制计数器使用方案一,LED驱动电路接入的是74ls138输出端Y0、Y1、Y2、Y4、Y5、Y6。但最终三进制计数器的选择方案二,那么我们LED驱动电路接入的便是Y1、Y2、Y3、Y5、Y6、Y7。同时由于需要LED从里向外依次闪烁,所以LED1驱动接的是Y3,LED3驱动接的Y1。
(3)、汽车尾灯控制器开关控制电路在设计时。最初的方案一是使用一个74ls10、一个74ls00、一个74ls04、一个74ls32和一个74ls86构成。最后选择使用方案二的使用两个74ls10和一个74ls86构成。使用方案二可以减少芯片的使用,简化电路图。
五、整机逻辑电路仿真图
仿真、原理图、PCB文件:数字电路课设汽车尾灯控制电路_汽车尾灯控制电路依次顺序亮灭-单片机文档类资源-CSDN文库
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