电子技术课程设计.docx

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1、 目 录第一部分 设计任务1.1 设计要求2第二部分 设计方案2.1 总体设计方案说明22.2 模块结构电路与方框图 2第三部分 电路设计与器件选择3.1 功能模块一63.1.1 整体电路 63.1.2 器件说明 63.2 元件清单7第四部分 安装调试与性能测量 4.1 时钟脉冲测试8 4.2 电路整体的测试94.2.1 正常行驶9 4.2.2 左转 9 4.2.3 右转 10 4.2.4 刹车10第五部分课程设计总结 11第六部分 参考文献 12 -1- 第一部分 设计任务1.1 设计要求1、设计一个汽车尾灯控制电路，要求能根据汽车运行情况来控制汽车尾部左右两侧各有3个指示灯(用发光二极管模

2、拟)；2、汽车正常运行时指示灯全灭；3、汽车右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；4、汽车左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮；在临时刹车时，所有指示灯同时闪烁。第二部分 设计方案2.1 总体设计方案说明列出尾灯与汽车运行状态表如下：开关控制运行状态左尾灯右尾灯S1S0D6 D5 D4D1 D2 D300正常运行灯灭灯灭01右转弯灯灭按D1D2D3顺序点亮10左转弯按D4D5D6顺序点亮灯灭11临时刹车所有的尾灯随时钟CP同时闪烁要实现以上的状态需要五个模块，它们分别是：开关控制模块、三进制计数器模块、译码电路模块、显示、驱动电路模块、秒脉冲发生器模块。开关模块是由开关、反相器、异或门

3、、与非门和200欧姆的电阻构成的它是来控制电路的；三进制计数模块是由一个JK触发器构成的它是用来控制发光二极管的点亮个数；译码电路模块是由一个38译码器和与非门构成的它是用来吧给定的代码进行“翻译”，变成相应的状态。显示、驱动模块是由与非门、反相器、发光二级管、和200欧姆的电阻构成的它是用来显示整个效果的；秒脉冲发生器模块是由555定时器、电容和电阻构成的它是用来产生脉冲信号的。把它们连接在一起就构成了整个电路。2.2 模块结构电路与方框图显示、驱动电路 尾灯电路 译码电路开关控制电路三进制计数器 S0 S1 由于汽车左右转弯时，三个指示灯循环点亮，所以用三进制计数器控制译码器电路序 -2-

4、输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下，各指示灯与各给定条件（s1、s0、CP、Q1、Q0）的关系，即逻辑功能表如下表所示：开关控制三进制计数器六个指示灯S1 S0Q1 Q0D6 D5 D4D1 D2 D30 0 0 0 00 0 00 10 00 0 01 0 00 10 0 00 1 01 00 0 00 0 11 00 00 0 10 0 00 10 1 00 0 01 01 0 00 0 01 1 cp cp cpcp cp cp三进制计数器电路 由74LS112构成如下所示：译码电路由3-8先译码器74LS138和6个与非门构成。74LS138的三个输入端A2、

5、A1、A0分别接S1、Q1、Q0，而Q1、Q0是三进制计数器的输出端。当S1=0、使能信号A=G=1，计数器的状态为00，01，10时，74LS138对应的输出端Y0，Y1，Y2依次为0有效（Y3，Y4，Y5信号为“1”无效），即反相器G1G3的输出端也依次为0，故指示灯D1D2D3按顺序点亮，示意汽车右转弯。若上述条件不变，而S1=1，则74LS18对应的输出端Y4、Y5、Y6依次为0有效，既反相器G4G6 -3-的输出端为0，故指示灯按D4D5D6顺序点亮，示意汽车左转弯。当G=0，A=1时，74LS138的输出端全为1，G6G1的输出端也全为1，指示灯全灭；当G=0，A=CP时，指示灯随

6、CP的频率闪烁。74LS138功能表E3E1E2A2A1A0Y0Y1 Y2Y3Y4Y5Y6Y7111111111111111111110 111111111000000111111110000110111111100010110111111000111110111110010011110111100101111110111001101111110110011111111110显示、与驱动电路其显示驱动电路由6个法等等二极管和6个反向器构成； -4-开关控制电路设74LS138和显示驱动电路的使能信号分别为G和A，根据总体逻辑功能表分析及组合得G、A与给定条件（S1、S0、CP）的真值表如下：开

7、关控制CP使能信号S1S0GA00010111101111CP0CP由上表且经过整理得逻辑表达式为 G=S1S0 A=S1S0+S1S0CP=S1S0S1S0CP则得开关控制电路时钟脉冲电路 由于N555定时器内部的比较器灵敏度比较高，输出驱动电流比较大，功能灵活，而且采用差分电路形式，它的振荡率受电源电压和温度的影响小，由555定时器构成的多谐振荡器频率比较稳定，不易干扰；且此电路对秒脉冲的精度要求不是很高，所以选用有555构成的多谐振荡器做为脉冲电路。时钟脉冲原理图如图2所示 -5- U1LM555CNGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2VCC5VVCC2403

8、 图2 时钟脉冲电路第三部分 电路设计与器件选择3.1 功能模块一 3.1.1 整体电路3.1.2 器件说明 74LS138 74LS00 引脚图 引脚图 -6- 74LS04 74LS112引脚图 引脚图 74LS20 NE555P 引脚图 引脚图 3.2 元件清单 -7-名称型号数量555定时器NE555P1触发器74LS11212输入四与非门74LS0034输入二与非门74LS201六反相器74LS042译码器74LS1381电阻 51K 1 200 847K 1电容100 uF110 uF10.1 uF1发光二级管红色6开关自锁2导线若干第四部分 安装调试与性能测量 4.1、时钟脉冲的

9、测试：时钟脉冲测试如图9U1LM555CNGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2XSC1ABExt Trig+_+_1VCC5VVCC24030 图9 时钟脉冲测试图时钟脉冲波形图如图10 -8- 图10 时钟脉冲波形图根据时钟波形图进行分析,可得此时钟信号的周期为0.9795us，频率约为1HZ。符合任务要求。4.2 电路整体性能测试4.2.1 正常行驶当S1、S2都闭合时，车辆正常行驶，汽车尾灯都不亮。如图1 图1 汽车正常行驶原理图4.2.2 左转当S1断开，S2闭合时，车辆左转，汽车尾灯LED3，LED2，LED1依次循化点亮，如图2 -9- 如图2 汽车左转

10、原理图4.2.3 右转当S1闭合，S2断开时，车俩右转，汽车尾灯LED4，LED5，LED6依次点亮，如图3如图3 汽车右转原理图4.2.4 刹车 -10-当S1、S2同时断开时，汽车属于刹车状态，六个尾灯同时闪烁。如图4 如图4 汽车刹车原理图第五部分课程设计总结本次设计方案重要有五个模块：开关控制模块、三进制计数器模块、译码电路模块、显示、驱动电路模块、秒脉冲发生器模块。通过把这五个模块组合连接来实现汽车尾灯控制。1、当汽车正常行驶时，S1、S2处于00状态，指示灯全灭。仿真结果在实验仿真过程中已显示。2、当汽车右转，S1、S2处于10状态，LED4、5、6循环点亮，仿真结果在实验仿真过程

11、中已显示。3、当汽车左转时，S1、S2处于01状态，LED3、2、1循环点亮，仿真结果在实验过程中已显示。4、当汽车刹车时，S1、S2处于11状态，6个灯同时闪烁，仿真结果已显示。经过这两周的实习，学到了很多东西，锻炼了自己的能力，熟悉了MULTISIM这个软件。作为信息时代的大学生，仅会操作鼠标是不够的，对原理的理解和电路的设计能力也非常重要。之前所有的学习几乎都是理论性的，经过这次实习对很多器件的功能有了更深的了解。虽然由于不熟悉软件在一开始遇到了很多问题，但经过自己耐心的反复琢磨，最终成功仿真了汽车尾灯控制电路。通过两周的学习，使我们对multisim有了初步的系统了解。这些知识在课堂上

12、都学不到，当看到自己的汽车尾灯电路在软件上成功仿真时，高兴不已。希望自己在以后可以从事和数字电路有关的工作。总的来说自己有如下收获：1、对MULTISIM有了初步的系统了解。我们了解到了汽车尾灯的构造等。2、对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中，提高了自己解决问题的能力。虽然在实习中会遇到难题，但是从中我学到了很多，使自己的理解能力也有所提 -11-高，我想在以后的理论学习中我就能够明白自己的学习方向，强化了专业知识，更好的掌握数字电路的这门课程。第六部分 参考文献参考文献【1】 阎石主编. 数字电子技术. M北京：高等教育出版社，2006年【2】 屠启飞主编 LED 用于汽车尾灯的展望 电子工业出版社 2001年【3】 张庆双主编 使用电子电路200例 机械工业出版社 2005版【4】 王维斌 仲瑞鹏 数字电子技术实验教程 西北工业大学出版社 2008年 -12-