汽车尾灯控制器课程设计.doc

武汉理工大学《数字电子技术基础》课程设计说明书 PAGE 目录 TOC \o 1-3 \h \z \u 摘要 i 1 方案论证与设计 1 2单元模块电路设计 5 2.1时钟脉冲产生电路 5 2.2序列信号发生器 5 2.3汽车尾灯控制电路 6 2.4控制电路原理总图 7 3 仿真结果及分析 8 3.1 多谐振荡器的输出频率及波形仿真 8 3.2 寄存器并行输出端的波形仿真 9 4 心得体会 10 I 摘要 本次课设要求设计一个汽车尾灯的控制电路，用于反映汽车在运行时的状态。汽车尾部左右两侧各有3个指示灯，当接通左转、右转、刹车和正常行驶时，指示灯按照指定要求闪烁。对汽车的四种状态，分别用0,1对其进行二进制编码，正常行驶，向右转弯，向左转弯，紧急刹车分别对应00,01,10,11，故可以用两个开关,作为汽车运行信号的输入，控制清零端来控制寄存器；由计数器和数据选择器产生序列信号，送给寄存器的串行输入端完成循环左右移动；由555定时器产生时钟脉冲，经二分频后送给寄存器完成灯的闪烁。 关键字：计数器；移位寄存器；序列信号发生器；多谐振荡器 PAGE 1 1 方案论证与设计 方案一：利用计数器，移位寄存器及555定时器 汽车有四种运行状态，正常行驶，向右转弯，向左转弯，紧急刹车，分别用0,1对其进行二进制编码，四种状态分别对应00,01,10,11，故可以用两个开关,作为汽车运行信号的输入。左右尾灯的循环顺序点亮，以右尾灯为例，三个灯的状态由000100010001000循环变化，那么可以利用双向移位寄存器对序列信号“100100”右移完成右尾灯的循环点亮。当汽车刹车时，开关，移位寄存器由串行输入改为并行输入，并行输入端为时钟脉冲经过二分频后的信号；序列信号可由计数器和数据选择器产生，时钟脉冲由555构成的多谐振荡器产生。汽车的工作状态如下表所示(“1”表示灯亮，“0”表示灯灭)： 表1-1 运行状态 左尾灯 右尾灯 0 0 正常行驶 000 000 0 1 向右转弯 000 000100010001000 1 0 向左转弯 000001010100000 000 1 1 紧急刹车 000111000 000111000 电路的工作原理框图如下图所示： 时钟信号电路 时钟信号电路 “001,010,100”发生器 尾灯控制电路（开关控制和驱动显示） 图1-1 工作原理框图 电路的工作原理如下图1-2所示： 图1-2 方案一原理图 方案二：利用JK触发器或D触发器构成三进制计数器，完成00,01,10三种状态的循环，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；原理如下： 设：计数器输出的两位信号从高位到低位分别是，输出的信号为ZYX； ，， ，输出信号ZYX便可产生右转或左转信号； 设74LS10的输出为F，74LS86的输出为G，设译码与显示驱动电路的使能控制信号为G和F，G与译码器74LS138的使能输入端E1相连接，F与显示驱动电路中与非门的一个输入端（作为显示驱动电路的使能端）相连接。 通过两个开关来控制译码器与显示驱动电路的使能端来控制汽车尾灯的四种运行状态。 汽车的工作状态如下表1-2所示： 模式控制 时钟脉冲CP 使能控制信号 电路工作状态 SW1 SW2 G F 0 0 ↓ 0 1 汽车正向行驶（译码器不工作，输出端均为高电平，经过与非门，非门，输出高电平，LED灯全部熄灭） 0 1 ↓ 1 1 汽车右转弯行驶（译码器工作，显示驱动电路的与非门取决于译码器的输出端，右侧尾灯顺序循环点亮） 1 0 ↓ 1 1 汽车左转弯行驶（译码器工作，显示驱动电路的与非门取决于译码器的输出端，左侧尾灯顺序循环点亮） 1 1 ↓ 0 ↓ 汽车临时刹车（译码器不工作，输出均为高电平，时钟脉冲信号通过与非门到反相器，使两侧的灯同时闪烁） 表1-2 汽车的状态控制表 表1-2 汽车的工作状态 方案二原理图如下所示： 图1-2 方案二原理图 方案三：利用51单片机实现功能 通过AT89S51单片机实现对LED的控制简单易行，而且稳定性很高。可以很容易的控制LED的闪烁方式，通过独立按键来模拟左右转及刹车，并给单片机产生外部中断。故此电路可以使用单片机来实现。 电路以51单片机为核心，外围电路包括有六个LED指示灯，指示左转或右转，当P0口输出为高电平时，LED发光。外加开关来模拟左转，右转及刹车，开关一端接P1口，另一端接的是地，程序中可以先把P1口置高，当检测到P1口的那个端被拉低则说明有按键被按下，则会执行相应的动作。右侧电电阻为P0口的上拉电阻，大小为4.7k。蜂鸣器部分通过一个PNP三极管驱动buzzer，当beep口输入为高