电路CAD课程设计报告汽车尾灯控制电路设计.doc

电路CAD课程设计报告 课题名称 ： 汽车尾灯控制电路设计 姓 名 ： 学 号 ： 0809131092 院、系、部： 电气工程系 专 业 ： 08通信工程 指导老师 ： 0910学年第二学期第十四周目 录 一设计任务及要求二总体设计思路及功能描述三各部分电路具体设计原理图及方案详细说明四、汽车尾灯总电路图及PCB五、主电路仿真六、元件清单七、设计心得体会八、设计参考文献汽车尾灯控制电路设计一设计任务及要求设计任务： 设计一个汽车尾灯控制电路，了解汽车尾灯的工作原理和设计方法。并生成PCB板。要 求：  汽车尾部左右两侧各有3个指示灯(用发光二极管模拟)，用作汽车行驶状态的方向指示标志。1. 当在汽车正常运行时指示灯全灭。2在右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮。3. 在左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮。4. 在临时刹车时，所有指示灯同时点亮。列出尾灯与汽车运行状态表，如表1-1：开关控制汽车运行状态右转尾灯左转尾灯S1 S0D1D2D3D4D5D60    0正常运行灯灭灯灭0    1右转弯按D3D2D1顺序循环点亮灯灭1    0左转弯灯灭按D4D5D6顺序循环点亮1    1临时刹车所有尾灯同时点亮表1-1汽车尾灯和汽车运行状态关系表二总体设计思路及功能描述（附框图）分析以上设计任务，由于汽车正常运行、左转弯、右转弯、刹车时，所有灯点亮的次序和是否点亮时不同的，所以用74138译码器对输入的信号进行译码，从而得到一个低电平输出，再由这个低电平控制一个计数器74161，计数器输出为高电平时就点亮不同的尾灯（这里用发光二极管模拟），从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下，各指示灯与给定条件间的关系，即逻辑功能表1-2所示。汽车尾灯控制电路设计总体框图如图（1）所示。表1-2汽车尾灯控制逻辑功能表开关控制三进制计数器六个指示灯S1 S0Q1 Q0D6D5D4 D3D2D10 10 00 11 0000 100 000 010000 0011 00 00 11 0001 000010 000100 0001 1/ /111 111图（1）汽车尾灯控制电路设计总体框图如显示驱动电路开关控制电路计数电路74160译码电路74138脉冲产生电路尾灯显示电路三各部分电路具体设计原理图及方案详细说明1时钟信号源设计： （1）设计说明： 由于汽车尾灯的点亮时给人的不同信息及该车将要发生的动作，所以汽车的尾灯在闪烁的时候不能超过一定的频率，但是频率也不能太小，所以我们在设计的时候是采用的555定时器设计一个脉冲产生源，占空比约为50%，它产生的频率F约为2HZ。然后通过计数器就能控制汽车尾灯在循环点亮的时候时间间隔约为0.5S，这样就能让人很清楚的明白该车的动作以采取相应的动作从而避免交通事故的产生。 （2）设计计算公式： 高电平时间： Tph=（R1+R2）C 低电平时间： Tpl=0.7R2C 占 空 比： D= Tph = R2 Tph+Tph R1+2R2 (3)设计最后图形如下图所示： 高电平时间 Tph=250.0ms 低电平时间 Tpl=213.9ms 占 空 比 D=53.8% 频 率 F=2.158 （4）连线图及仿真波形图 连线图仿真图如下波形图如下分析：根据图示与预期结果一样，故设计正确。2. 主体电路设计：（1）设计说明： 实现的主要功能是通过开关控制从而实现汽车尾灯的点亮方式。根据表1-2具体实现如下： 当S1S0=00的时候汽车处在正常行驶，尾灯完全处于熄灭状态，所以通过74138译码后为“11111110”不做任何处理。 当S1S0=01的时候汽车左转，所以汽车尾灯的左面三个灯按照D4D4D5D4D5D6全灭D1顺序循环点亮，具体实现是通过74138对“001”译码为“11111101”然后通过译码后的低电平Y1通过一个非门控制计数器74160的ET和EP端开始计数，从而控制灯的点亮方式，计数范围为0000（全灭）0001（D4点亮）0010（D4D5点亮）0011（D4D5D6点亮）0100（异步清零）0000循环计数。通过一些门控制实现循环点亮的过程。由于计数脉冲是由555定时器产生的频率约为2HZ的方波，所以循环点亮这个过程需要的时间约为0.5*4。 当S1S0=10的时候汽车右转，所以汽车尾灯右面三个灯按照D3D3D2D3D2D1全灭D3顺序循环点亮，具体实现是通过74138对“010”译码为“11111011”然后通过译码后低电平Y2通过一个非门控制计数器74160的ET和EP端开始计数，从而控制灯的点亮方式，计数范围0000（全灭）0001（D3点亮）0010（D3D2点亮）0011（D3D2D1点亮）0100异步清零）0000循环计数。通过相应的门控制就实现了循环点亮的这个过程。由于计数脉冲是由555定时器产生的频率约为2HZ的方波，所以循环点亮这个过程需要的时间约为0.5*4。当S1S0=11时候汽车处于刹车状态，所以汽车尾灯全亮，具体实现是通过74138对“011”译码为“11110111”然后通过译码后的低电平Y3通过一个非门直接控制所有尾灯点亮。 四、汽车尾灯总电路图及PCB 生成PCB顶层布线图底层布线图五、主电路仿真左转仿真图右转仿真图刹车仿真图六、元件清单类别名称数量74系列芯片74LS1381个741601个74LS00 1个74LS02 1个74LS04 1个74LS08 2个74LS32 2个定时器5551个电阻2006个30k1个12k1个1k2个电容12F1个10nF1个发光二极管发光二极管6个拨动开关拨动开关2个七、设计心得体会 本次课程设计收获很大，开始设计时感觉没什么难的，后来的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。 虽然我们没有做实物，但我们通过EWB仿真，出现了我预料的结果，说明了电路没问题，证明了理论的正确。这次课程设计，虽然短暂。但却是我们第一次的主动合作的设计电路。以前书本上的内容第一次完完全全的在实际中实现。更加深了对课本上知识的理解和认识。起到了很好的巩固作用。 设计中的优点：基本实现了汽车在运行时候尾灯点亮方式的各种情况。 设计中的不足： 由于不能测量实际的原件，导致封装不对应，在由原理图生成PCB时有些原件是独立的，由于焊盘的大小不一样，没有连线。 最后 ，感谢老师为我们提供这次的实习机会和悉心的指导。八、设计参考文献数字电子技术基础第四版 阎石 高等教育出版社电子技术试验与课程设计指导 许小军 东南大学出版社电子线路CAD实用教程 潘永雄 沙河 西安电子科技大学出版社