1、 信息职业技术学院 毕业设计说明书 (论文 ) 设计 (论文 )题目 :汽车尾灯控制电路设计 专 业 : 应用电子技术 班 级 : 应电 08-2 班 学 号 : 姓 名 : 指导教师 : 二 0 一 0 年七月十日 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 1 页 息职业技术学院毕业设计（论文）任务书 学 生 姓 名 学号 0 班级 应电 08-2 专业 应用电子技术专业 设计（或论文）题目 汽车尾灯控制电路设计 指导教 师姓名 职 称 工作单位及所从事专业 联系方式 备 注 高级工 程师 四 设计（论文）内容 运用数字电子技术知识，设计一个汽车尾灯控制电路。 功能要求如下： （
2、1）当汽车正常行驶时，所有尾灯都熄灭。 （ 2） 当汽车左转行驶时，尾灯 L1、 L2、 L3 顺序点亮。 （ 3）当汽车右转行驶时，尾灯 D1、 D2、 D3 顺序点亮。 （ 4）当汽车临时刹车时，尾灯全部点亮。 要求完成：介绍个单元电路结构和工作原理，绘制整机电路图（ A4 图纸）；正确计算电路参数；正确选择电路元器件，给出设备、原件明细表；撰写设计说明书，要 求准确阐述电路选择依据，反映计算方法，元器件的选择过程，并使用 Proteus 和 Kill 进行仿真或制作实物。 进度安排：要有较为详细的时间安排（时间具体到周）； 第 6 周：任务下达，理解消化任务要求；确定初步设计方案； 第
3、7 周：根据要求画出电路方框图并设计出原理电路图； 第 8 9 周： 根据电路分析其工作原理，进一步对原理图进行完善和修改； 第 10 11 周：针对设计的原理电路图进行仿真，观察电路实现是否完好并及时修改原理电路图； 第 12 周： 中期检查，查找问题，分析解决难点； 第 13 15 周：根据设计撰写论文，并在 老师指导下修改、完成论文 ； 第 16 周：答辩 。 主要参考文献、资料： 1 阎石，数字电子技术基础， 第 5 版 。高等教育出版社， 2005 2 康华光，电子技术基础数字部分第四版。高等教育出版， 1998 3 应振粗，数字系统设计。大连理工大学出版社， 2000 4 李亚伯，
4、数字电路与系统。电子工业出版社， 1998 5 史国生，电气控制与可编程控制器技术。第 2 版，北京科学出版， 2003 审 批 意 见 教研室负责人： 年 月 日 备注：任务书由指导教师填写，一 式二份。其中学生一份，指导教师一份。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 2 页 摘 要 随着计算机科学与技术突飞猛进地发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能，我们可以先将模拟信号按比例转换成数字信号，然后送到数字电路进行处理，最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。自 20 世纪 70 年代开始，这种用数字电路处理模
5、拟信号的所谓 “数字化 ”浪潮已经席卷了电子技术几乎所有的应用领域。 当今，数字电子技术的普及，尤其是微型计算机的迅速发展和广泛应用，使数字电子技术进入一个新的阶段。数字电子技术 不仅广泛应用于现代数字通信、雷达、自动控制、遥测、遥控、数字计算机、数字测量仪表等各个领域，而且进入了千家万户的日常生活。 对数字电子技术的学习 使学生获得 此 方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生在数字电子技术方面的分析与动手能力。为深入学习后续课程和从事有关电子技术方面的实际工作打下牢固的基础。 主要的内容包括：研究数字电路的数学工具逻辑代数；组成数字电路的单元电路门电路和触发器；处理两种逻辑的电路组合逻
6、辑电路和时序逻辑电路的分析和设计方法，及常用的中规模集成电路功能；大规模集成电路，包括半导体 存储器和可编程逻辑器件；数模和模数转换；时钟脉冲的产生和整形。 数字电子技术已经广泛应用于实际生活中，在日常生活中已屡见不鲜，数字钟、数字电视、广告牌这些都是数字电子技术的应用。因此，对于我们学习电子应用类的学生来说，对数字电子技术应该具备一定的能力，能够对一些电路进行分析与设计。 关键词 译码器；计数器；定时器；发光管显示 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 3 页 目 录 第 1 章 综述 . 4 第 2 章 汽车尾灯控制电路框图设计 . 5 第 3 章 单元电路设计 . 6 3.
7、1 开关控制译码电路设计 . 6 3.2 脉冲产生电路设计 . 7 3.3 计数电路设计 . 9 3.4 驱动显示电路设计 . 12 第 4 章 整机电路设计 . 14 第 5 章 仿真电路 . 17 结论 . 22 参考文献 . 24 附录 1 整机电路图 . 25 附录 2 元件明细表 . 26 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 4 页 第 1 章 综述 作为信号灯出现的示宽灯、转向灯、制动灯、状态灯等 LED 尾灯在国际汽车的 产品配置 中已经得到比较快的发展，日本丰田、本田、韩国现代、美国通用、德国大众、宝马等国际整车厂商都有多款汽车是配置 LED 组合尾灯的。部分国
8、内生产的 汽车车型在原厂商国际市场上的相同车型是配置 LED 组合尾灯的，而在国内生产的时候把 LED组合尾灯取消了。例如，东风日产的天籁在日本和台湾生产的汽车都配置了 LED 组合 尾灯，而在国内生产的天籁则是由法雷奥车灯公司配套的普通尾灯 。 汽车行驶时，照明灯具是不可缺少的。汽车灯具主要的功能有两点 :一是照明功能，即照亮道路，交通标志，行人，其他车辆等，以识别标志和障碍物 ;二是信号功能，即显示车辆的存在和传达车辆行驶状态的信号。汽车照明和信号装置是汽车重要的安全部件。在有关汽车的 105 项欧洲 ECE 法规中有 36 项是直接与汽车 照明和信号灯有关的。在各种汽车 信号 灯中， 尾
9、灯 的作用尤为重要，与行车安全有着十分密切的关系。 随着当今社会的发展汽车的应用越来越多，以成为人们生活中必不可少的交通工具，所以其安全问题也受到极大的关注，其中汽车尾灯扮演了重要的角色，是汽车安全必不可少的重要环节。它的存在极大的减少了交通事故的发生。汽车尾灯的实际价值不可估量，而如何设计实现汽车尾灯的各种功能，则是汽车尾灯控制电路的设计目的，现在汽车尾灯的设计也是花样百出，不仅是外观上的多变，而且功能上也是有了很大的提高。实现汽车尾灯控制电路的功能，可以采取很多不 同的方案，可以运用单片机 、模拟电子技术、数字电子技术、分离元件实现。本次设计采用的是数字电子技术实现。 四川信息职业技术学院
10、毕业设计说明书 (论文 ) 第 5 页 第 2 章 汽车尾灯控制电路框图设计 本设计要求汽车行驶在四种不同状态 (即正常行驶 、左转弯、右转弯、零时刹车 )时，汽车尾灯能够有不同的闪烁方式，从而达到信号提示的目的。要求以开关控制汽车尾灯亮灭，且各尾灯要以一定频率闪烁。 .根据设计要求列出本次的设计框图如图 2-1 所示。 图 2-1 汽车尾灯控制电路整体框图 通过三线 -八线译码器（ 74HC138）对开关控制电路（ K1、 K2、 K3）给出的信号（即汽车运行的不同状态）译码，转向的控制用译码后的相应的高低电平控制对应十六进制计数器（ 74LS161）的使能端，控制其工作与否，然后由 555
11、 定时器构成的多谐振荡器作为脉冲产生电路产生一定频率的脉冲信号作为计数器（ 74LS161）的触发信号，使计数器循环计数，从而由计数器的输出端根据需要通过与、或门后直接驱动相应转向的各尾灯循环点亮；刹车的控制由编码后的相应电平和脉冲信号通过与门后直接驱动所有车灯闪亮；汽车正常运行时各灯不接受控制信号即全灭。即完全实现了 本次设计的所有要求。 脉冲产生电路 555 开关控制电路 译码电路 74HC138 计数电路 74LS161 门电路驱动电路 显示电路 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 6 页 第 章 单元电路设计 3.1 开关控制译码电路设计 开关控制电路作用是给译码电路提
12、供输入信号 ,该电路的设计采用三个开关 K1、 K2、K3 的断开与闭合进行译码输入信号的控制。通过三个开关的闭合与否，形成不同的电平组合送至 74HC138 译码器。 74HC138 译码器示意图如图 3-1 所示，功能表为表 3-1 所示。 74HC13801234567A1A2A3S1S2S3图 3-1 74HC138 译码器示意图 表 3-1 74HC138 功能表 S1 S2+S3 A3 A2 A1 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 O X 1 1 1 1 1 1 1 1 X 1 0 0 0 0 0 0 0 0 X X X X X X 0 0 0 0 0 1 0 1 0
13、 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 由表 3-1 可知，当 S1=0 或 S2+S3 1 时， 译码器禁止译码，输出状态均为 1，与输入代码 A3、 A2、 A1 的取值无关。当 S1=1 且 S2+S3=0 时，译码器才进行译码，译码器输出低电平有效。
14、译码器输出由输入代码 A3、 A2、 A1 决定，对于任一组输入二进制代码，输出中只有一个与该代码相对应的输出为 0，其余输出均为 1。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 7 页 开关控制译码电路如图 3-2 所示。 图 3-2 开关控制译码电路 K1、 K2、 K3 一端分别连接直流电源 Vcc，另一端分别连接 74HC138 译码器的三个输入端。 K1、 K2、 K3 分别闭合表示汽车左转、右转、零时刹车三种状态。当开关闭合时 Vcc 电 源端即给 74HC138 译码器输入端高电平，可以作为译码器的输入信号。当输入端有不同的电平组合时，译码器的输出端输出不同组合的高低电
15、平。 译码电路用来实现开关控制电路信号的译码，将原始的汽车运行信号转变为独立的高低电平信号，译码器采用了 74HC138 三线八线译码器，此译码器有三个使能控制端 S1， S2， S3 要使译码器正常工作应使 S1 =1， S2 =S3 =0， A1， A2， A3 为译码器的三个输入端接受开关控制电路给出的信号， Y0Y7 为译码器的 8 个输出端，输出高、低电平用来对计数器和驱动电路控制。 3.2 脉冲产生电路设计 脉冲电路是由 555 定时器构成的典型多谐振荡器，此处脉冲产生器主要用来提供计数器的计数脉冲和为刹车时闪烁提供脉冲。 555 定时器的 18 端口分别为 1-接地端， 2-触发
16、端， 3-脉冲输出端， 4-异步置 0 端，5-输入控制端， 6-阈值电压输入端， 7-放电输出端， 8-电源输入端。用 555 定时器构成的脉冲电路如图 3-3 所示。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 8 页 图 3-3 555 定时器构成的脉冲发生电路 图中电容 C1、 C2， 电阻 R1 和 R2 作为振荡器的定时元件，决定着输出矩形波正、负脉冲的宽度。定时器的触发输入端（ 2 脚）和阀值输 入端（ 6 脚）与电容相连；集电极开路输出端（ 7 脚）接 R1、 R2 相连处，用以控制电容的充、放电；外界控制输入端（ 5脚）通过 0.01uF 电容接地。 多谐振荡器的工作
17、波形如图 3-4 所示。 图 3-4 多谐振荡器工作波形 电路接通电源的瞬间，由于电容来不及充电， Vc=0V，所以 555 定时器状态为 1，输出 Vo 为高电平。同时，集电极输出端（ 7 脚）对地断开，电源 Vcc 对电容 C 充电，电路进入暂稳态 I，此后，电路周而复始地产生周期性的输出脉冲。多谐振荡器两个暂四川信息职业技术学院毕业设计说明书 (论文 ) 第 9 页 稳态的维持时间取决于 RC 充、放电回路的参数。暂稳态 的维持时间， 即输出 Vo 的正向脉冲宽度 T10.7(R1+R2)C；暂稳态 的维持时间，即输出 Vo 的负向脉冲宽度T20.7R2C。 为了得到一定的触发频率需要选
18、取合适的 R1， R2 和 C1。 C1 取 10 F ，设计要得到 0.125s 的震荡周期，输出占空比为 53q 则 根据 532 21 211 RR RRTTq得 T2 =0.4T=0.05s=R2C1ln2 R1 72501069.0 05.0 5 由 T1 =0.075s=（ R1+R2） C1ln2 得 R2= 362072501069.0 075.0 5 所以 R1=7250 ,R2 =3620k即可基本满足要求得到 0.125s 的震荡周期，输出占空比为 53q 。 由多谐振荡器输出的脉冲，送至 74LS161 计数器作为计数脉冲。 3.3 计数电路设计 本设计中计数电路采用十六进制加法计数器 74LS161，此部分主要用于在译码器发出转向信号后通计数器的循环输出信号对尾灯进行左或右循环点亮控制。 74LS161 芯片的结构示意图如图 3-5所示。功能表为表 3-2 所示。 图 3-5 74LS161 结构示意图
