汽车尾灯控制电路

汽车尾灯控制电路

设计者：

汽车尾灯控制电路

内容摘要

本课题设计一个汽车尾灯的控制电路。

汽车尾部左右两侧各有3个指示灯。当接通左转、右转、刹车和检查时，指示灯按照指定要求闪烁。

一、设计内容及要求

本课题设计一个汽车尾灯的控制电路。该电路由四个电键控制，分别对应着左转、右转、刹车和检查功能。

当接通左转或右转电键时，左侧或右侧的3个汽车尾灯按照左循环或右循环的顺序依次点亮。

当接通刹车电键时，汽车所有的尾灯同时闪烁。

当接通检查电键时，汽车所有的尾灯点亮。

二、电路的工作原理

经过以上所述的设计内容及要求的分析，可以将电路分为以下几部分：首先，通过555定时器产生频率为1Hz的脉冲信号，该脉冲信号用于提供给D触发器和刹车时的输入信号。

3个D触发器用于产生三端输出的001、010、100的循环信号，此信号提供左转、右转的原始信号。

左转、右转的原始信号通过6个与门以及电键提供的高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右的3个汽车尾灯上。这部分电路起到信号分拣的作用。

分拣之后的信号通过或门，实现与刹车、检查电键信号的之间选择。最终得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需功能。

三、系统方案的选择

在设计本电路时，一共考虑过三种方案。这三种方案的不同点在于产

生001、010、100三种信号的方法不同。下面简单的介绍一下这三种方案：

第一种方案：该方案通过74LS160计数器构成能产生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。0

设：74LS160输出的两位信号从高位到低位分别是B A ，输出信号为Z Y X 。

则 经过

)

()(AB B Z AB A Y AB

X ===

的逻辑运算便可实现所需的功能。

电路图如下：

但是该方案在模拟时发现，由于计数器的竞争冒险的存在，使得尾灯在闪烁时总会出现不自然的中间过程。

第二种方案：通过74LS194移位寄存器来产生001、010、100的三种

状态信号。

这种方案的实现方法比较简单，但由于实验室缺少74LS194芯片，所以在此就不赘述了。

第三种方案：通过D触发器产生001、010、100的三种状态信号。

这是本次课程设计中使用的方案，该方案的详细设计将在下面详细叙述。

四、系统框图

1．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时输出频率为：

f=1.43/(R1+R2)/C,这里选择R1=43K欧姆，R2=50K欧姆，C=10u法拉，则输出信号为1赫兹（周期为1秒）。

2. D触发器逻辑电路：

由于没有与门，所以用一个与非和一个非门代替。

其状态图如下图所示，在初始状态时为000，所以要经过一个脉冲周期进入循环，而在整个工作过程中周期信号是一直和本电路连接的，不会出现循环外的011、110、111、101状态，所以不用担心出现不稳定状态，也就是说从接入电源开始电路就是一直处在循环中的。

011 110 100 010 101

001

000

111

3.左转右转控制电路：

用逻辑电路实现

4.检查和刹车控制电路：

由于或门在一端输入为空时输出为高，所以在检测和刹车先与，则无检测和刹车指令时为低电平，与非门输出为低。

电路总图如下：

六、测试单元电路：

1.测试555定时器电路产生周期为1s的时钟信号。

该电路是由555定时器构成的多谐振荡器，使其产生需要的方波作为触发器的CP脉冲，由于电路对脉冲的精确度要求不是很高而晶体振荡需要分频，所以采用555定时器构成的多谐振荡器，

测试方法：利用示波器观察输出信号的周期和频率。

使用仪器：示波器

测试电路如下：

波形如下：

2.测试D触发器逻辑电路：

测试方法：利用实验箱的CP脉冲和发光二极管测试输出是否为001、010、100的循环

使用仪器：实验箱

3. 测试左转右转控制电路和检查和刹车控制电路：

测试方法：用实验箱手动测试

测试工具：实验箱

七、参考文献：

1.康华光主编，电子技术基础（数字部分），高等教育出版社

2.标准集成电路数据手册TTL电路，电子工业出版社

所需元器件清单:

74LS00两个、74LS04两个、74LS32两个、74LS74两个、555定时器一个、0.01uF和10uF电容各一个、50k欧姆和43k欧姆电阻各一个、1k 欧姆电阻4个、200欧姆电阻6个、开关4个、发光二极管6个、导线若干

八、调试过程中遇到的问题及解决方法：

1.烧毁

在电路测试阶段由于没有保护措施，所用的74LS32上面的四个或门

有一个被烧毁了，由于当时还不知道，所以查了好久才发现问题所在，解决方法是用适当的电阻进行保护。

2.虚焊

这是焊接过程中经常遇到的问题，如果不加以纠正将使电路无法工作，而且这个问题很难检查出来，也只能利用万用表检查，我们刚发现是由于接上电路发现发光二极管是一直点亮的，后来发现是由于一个焊点虚焊导致或门的一端输入为接空引起的。

设计心得体会

三周的实习很快就结束了，总的说来收获很大，开始时是设计阶段也没太在意，后来到动手的时候觉得遇见了好多没想到的问题，然后一个一个的解决，我想这也是最吸引我们的地方，当真正投入时才发现乐在其中，焊接时最难忘的是在11楼实验室度过的那一夜，

在最初的设计过程中，我们一共整理出好几个方案。但在实践的过程中发现，在Multisim中模拟的情况和实际实践中还是有些差异的。Multisim 中的Bug也给我们带来了很多不便，希望该软件在后续版本中能够得到改进。在调试过程中，脆弱的74LS32或门的罢工使我们当时近乎绝望，因为当时在实验室中就找到两个74LS32，我们一共需要7个或门。烧了两个或门使得试验无法再进行下去。还好，在74LS00和74LS04上还有几个空余的与非门和非门。我们用两个非门和一个与非代替了原来的或门的功能。

总的说来，这次课程设计还是比较顺利的。只是在测试阶段遇到一点问题，其他阶段还是完全符合预定计划的，并没有因为什么问题而耽误实验进程。

这次课程设计，虽然短暂。但却是我们第一次的自主合作的设计电路。以前书本上的内容第一次完完全全的在实际中实现。在设计过程中，遇到了书本中不曾学到的情况。同时，由于是三人合作制作，是我们学到在将来大规模电路设计中，团体协作（Teamwork）是多么的重要。

最后，感谢老师为我们提供这次的实习机会和悉心的指导。

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