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文檔簡(jiǎn)介
1、<p><b> 課程論文</b></p><p> 題 目 汽車尾燈控制電路 </p><p> 院 系 電子工程系 </p><p> 專 業(yè) 電子信息工程 </p><p><b> 汽車尾燈控制電路</b>&
2、lt;/p><p> 摘要:本論文設(shè)計(jì)汽車尾燈控制電路,由兩個(gè)開關(guān)控制實(shí)現(xiàn)汽車正常運(yùn)行、右轉(zhuǎn)彎、左轉(zhuǎn)彎和剎車時(shí)尾燈的情況。尾燈分別由左右各三燈泡組成,實(shí)驗(yàn)中采用發(fā)光二極管顯示。這樣可以使得尾燈更清楚明顯更加人性化。本實(shí)驗(yàn)為實(shí)現(xiàn)對(duì)六盞指示燈的控制采用74ls138譯碼器控制輸出,根據(jù)3-8譯碼器的特點(diǎn),由控制端G=0再配合另一控制信號(hào)即可輕易實(shí)現(xiàn)汽車正常運(yùn)行和剎車的情況。為實(shí)現(xiàn)汽車左右轉(zhuǎn)彎時(shí)尾燈循環(huán)閃爍的功能,本實(shí)驗(yàn)
3、采用74ls76JK觸發(fā)器實(shí)現(xiàn)三進(jìn)制循環(huán)計(jì)數(shù)器控制,配合74ls138譯碼器的另一輸入即可實(shí)現(xiàn)尾燈的循環(huán)閃爍。定時(shí)脈沖源部分由555組成單穩(wěn)態(tài)電路實(shí)現(xiàn)。</p><p> 關(guān)鍵詞:汽車尾燈、循環(huán)閃爍、譯碼、脈沖源</p><p><b> 1 引言</b></p><p> 汽車尾燈控制電路是很常用的工作電路,在日常的生活中都有很廣泛的應(yīng)
4、用。汽車行駛時(shí)會(huì)出現(xiàn)正常行駛,左轉(zhuǎn)彎,右轉(zhuǎn)彎,緊急剎車四種情況。針對(duì)這四種情況可以設(shè)計(jì)出汽車尾燈的控制電路來(lái)表示著四種狀態(tài)。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,汽車燈具也正發(fā)生著日新月異的變化,越來(lái)越先進(jìn)的燈光照明技術(shù)在汽車燈具上得到了更多的運(yùn)用。LED被稱為是第四代的汽車光源,是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件,它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。</p><p> 如今,大功率LED已被大量用于汽車的主剎車燈、尾燈、方向燈、指示燈,也可用于儀表和
5、車內(nèi)照明。在汽車照明中,預(yù)計(jì)到2010年,LED將占據(jù)絕大部分汽車尾燈照明(包括倒車燈和牌照燈)。采用全LED設(shè)計(jì)的后燈(尾燈、剎車燈和轉(zhuǎn)向燈)已出現(xiàn)在2000型凱迪拉克和S級(jí)奔弛等高檔車上,另外,LED還可為車內(nèi)物體提供獨(dú)立的局部照明,例如頂燈、閱讀燈、抓柄、車鎖、開關(guān)、杯托、安全帶搭扣、鏡子邊框等,用途日益廣泛。</p><p> 此外,由于發(fā)光速度比燈泡快,所以能夠迅速向后面的車輛傳達(dá)剎車信息,有助于提高
6、行車安全。因此,LED給汽車照明系統(tǒng)帶來(lái)了革命性的發(fā)展契機(jī)。</p><p> 這次課程設(shè)計(jì)利用74138譯碼器對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行譯碼,從而得到一個(gè)低電平輸出,再由這個(gè)低電平控制一個(gè)計(jì)數(shù)器74161,555計(jì)數(shù)器輸出為高電平時(shí)就點(diǎn)亮不同的尾燈(這里用發(fā)光二極管模擬),從而控制尾燈按要求點(diǎn)亮。</p><p> 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容分析及要求</p><p><b&g
7、t; 2.1 設(shè)計(jì)要求</b></p><p> 設(shè)計(jì)一個(gè)汽車尾燈控制電路,實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車尾燈顯示狀態(tài)的控制。汽車尾部左、右兩側(cè)各有3個(gè)指示燈(用發(fā)光二極管模擬),根據(jù)汽車運(yùn)行情況,指示燈有四種不同的狀態(tài):</p><p> 1)汽車正常行駛時(shí),左右兩側(cè)的指示燈全部處于熄滅狀態(tài);</p><p> 2)汽車右轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),右側(cè)3個(gè)指示燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮
8、,左側(cè)的指示燈熄滅;</p><p> 3)汽車左轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),左側(cè)3個(gè)指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮,右側(cè)的指示燈熄滅;</p><p> 4)汽車臨時(shí)剎車時(shí),所有指示燈同時(shí)處于閃爍狀態(tài)。</p><p> 由于汽車尾燈有四種不同的狀態(tài),可用2個(gè)開關(guān)變量進(jìn)行控制,假定用開關(guān)S1和S0進(jìn)行控制,可以列出尾燈顯示狀態(tài)與汽車運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系表。</p><
9、p> 在汽車左、右轉(zhuǎn)彎行駛時(shí),可用一個(gè)三進(jìn)制計(jì)數(shù)的輸出去控制譯碼電路順序輸出低電平,按照要求順序循環(huán)點(diǎn)亮三個(gè)指示燈。假定三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)用Q1、Q0表示,可得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下,各指示燈與各給定條件的關(guān)系,即汽車尾燈控制邏輯功能表如表所示。(1表示熄滅,0表示點(diǎn)亮)</p><p><b> 3系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案</b></p><p> 方案設(shè)計(jì)采用74ls
10、138譯碼器實(shí)現(xiàn)對(duì)燈的循環(huán)控制,通過(guò)對(duì)輸入地址碼的改變是不同輸出端有效實(shí)現(xiàn)對(duì)燈的控制,再配合六個(gè)與非門實(shí)現(xiàn)對(duì)剎車和正常運(yùn)行時(shí)燈的閃爍情況控制,其中閃爍控制的CP脈沖由555定時(shí)器設(shè)計(jì)完成,而對(duì)于轉(zhuǎn)彎時(shí)尾燈的循環(huán)點(diǎn)亮則采用設(shè)計(jì)一個(gè)三進(jìn)制計(jì)算器作為3-8譯碼器的地址輸入端實(shí)現(xiàn)。其總體框圖如下:</p><p> 圖3-2方案二的原理框圖</p><p> 4系統(tǒng)的組成及工作原理</p
11、><p><b> 4.1系統(tǒng)的組成</b></p><p> 此系統(tǒng)由CP脈沖電路、三進(jìn)制循環(huán)計(jì)數(shù)電路、開關(guān)控制電路及譯碼顯示電路組成。通過(guò)兩個(gè)開關(guān)鍵組合實(shí)現(xiàn)汽車正常運(yùn)行、右轉(zhuǎn)彎、左轉(zhuǎn)彎和剎車四種情況。并通過(guò)六個(gè)發(fā)光二極管將四種狀態(tài)表現(xiàn)出來(lái)。</p><p> 4.1.1 CP脈沖電路的設(shè)計(jì)</p><p> 由5
12、55定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。由于555定時(shí)器內(nèi)部的比較器靈敏度高,功能靈活,而且當(dāng)采用差分電路形式,它所產(chǎn)生的振蕩頻率受電源電壓的影響很小。所以由555構(gòu)成的多諧振蕩器作為CP脈沖源。</p><p> 4.1.2三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路設(shè)計(jì)</p><p> 對(duì)于要實(shí)現(xiàn)三進(jìn)制的計(jì)數(shù)器,故應(yīng)采用2個(gè)JK觸發(fā)器組成。由兩片 74LS76芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能,根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移表列出激勵(lì)方程,并計(jì)算出激勵(lì)方
13、程中的J 、K輸入端。即可實(shí)現(xiàn)三進(jìn)制循環(huán)計(jì)數(shù)。</p><p> 4.1.3開關(guān)控制電路設(shè)計(jì)</p><p> 電路需達(dá)到四個(gè)工作狀態(tài),通過(guò)開關(guān)電路控制選擇部分電路是否正常工作,從而達(dá)到幾種功能的選擇。</p><p> 4.1.4譯碼及顯示驅(qū)動(dòng)電路</p><p> 由74LS138譯碼器和六個(gè)與非門組成對(duì)輸出高低電平加以控制,從而
14、達(dá)到控制二極管的閃爍情況。當(dāng)開關(guān)的狀態(tài)不同時(shí)3-8譯碼器會(huì)對(duì)不同的地址進(jìn)行譯碼。</p><p><b> 4.2系統(tǒng)工作原理</b></p><p> 電路由555定時(shí)器控制脈沖信號(hào)源的頻率即可實(shí)現(xiàn)了頻率可調(diào)功能,又三進(jìn)制計(jì)數(shù)器和一開關(guān)作為譯碼器的地址輸入端。即可完成左右轉(zhuǎn)彎時(shí)燈循環(huán)閃爍的功能。由組合電路構(gòu)成的開關(guān)控制電路,產(chǎn)生出一控制信號(hào)G 、A。根據(jù)設(shè)計(jì)要求
15、可知當(dāng)輸入開關(guān)信號(hào)相同則使得信號(hào)G為0.作為譯碼器的控制端使得譯碼器輸出都為高電平。與非另一信A,根據(jù)信號(hào)A的高電平或者CP脈沖則可實(shí)現(xiàn)汽車正常運(yùn)行和剎車時(shí)尾燈的功能。</p><p> 當(dāng)開關(guān)S1,S0都斷開時(shí),此時(shí)控制信號(hào)G=0,根據(jù)74LS138譯碼器的譯碼原則則使得輸出都為高電平,此時(shí)的控制信號(hào)A也為高電平,則兩者高電平做與非運(yùn)算,得出為低電平。根據(jù)現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)電路可得六盞燈都為滅的狀態(tài),實(shí)現(xiàn)對(duì)于了汽車正常
16、運(yùn)行時(shí)尾燈的情況。</p><p> 當(dāng)開關(guān)S1斷開,S0接通時(shí),此時(shí)控制信號(hào)G=1,根據(jù)74LS138譯碼器的譯碼原則對(duì)于以地址控制輸出,此時(shí)的控制信號(hào)A也為高電平,那么根據(jù)譯碼器的特點(diǎn)此時(shí)輸出由三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的兩輸出和一開關(guān)S0構(gòu)成地址控制端。從而控制輸出。由于此時(shí)地址端輸入應(yīng)該為100 101 110三種,那么對(duì)于于譯碼器則只有y4 y5 y6輸出有效。那么就能實(shí)現(xiàn)左轉(zhuǎn)彎的功能了。</p>&
17、lt;p> 同理要實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)彎時(shí),即當(dāng)開關(guān)S1接通,S0斷開時(shí),此時(shí)控制信號(hào)G=1,根據(jù)74LS138譯碼器的譯碼原則對(duì)于以地址控制輸出,此時(shí)的控制信號(hào)A也為高電平,那么根據(jù)譯碼器的特點(diǎn)此時(shí)輸出由三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的兩輸出和一開關(guān)S0構(gòu)成地址控制端。從而控制輸出。由于此時(shí)地址端輸入應(yīng)該為000 001 010三種,那么對(duì)于于譯碼器則只有y0 y1 y2輸出有效。那么就能實(shí)現(xiàn)右轉(zhuǎn)彎的功能了。</p><p> 而
18、當(dāng)開關(guān)S1 S0都接通時(shí),此時(shí)控制信號(hào)G=0,A=CP。根據(jù)3-8譯碼器的譯碼原則此時(shí)地址端控制無(wú)效,輸出全為高電平。而此時(shí)根據(jù)開關(guān)控制電路設(shè)計(jì)的控制信號(hào)A為CP脈沖信號(hào),那么進(jìn)入與非門的就是高電平和CP信號(hào),所以在現(xiàn)實(shí)驅(qū)動(dòng)電路中及LED一端的電壓就為CP。所以此時(shí)所有燈都會(huì)隨著CP脈沖的信號(hào)頻率不停的閃爍。而且利用555定時(shí)器產(chǎn)生的CP信號(hào)通過(guò)調(diào)節(jié)電壓電容等參數(shù)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)CP信號(hào)的頻率改變。所以改變頻率時(shí)燈閃爍的速度也不同。實(shí)驗(yàn)中可觀
19、察到明顯的現(xiàn)象。</p><p><b> 5 電路設(shè)計(jì)</b></p><p> 5.1 555時(shí)鐘脈沖電路</p><p> 由于555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器的振蕩頻率穩(wěn)定,不易受干擾。而且本實(shí)驗(yàn)中控制電路對(duì)脈沖精度要求不高,只要能實(shí)現(xiàn)可調(diào)即可。故選擇采用NE555構(gòu)成多諧振蕩器作為脈沖電路。其原理電路圖如下圖:</p>
20、<p> 圖5-1 555時(shí)鐘脈沖電路</p><p> 5.2三進(jìn)制循環(huán)控制電路</p><p> 要實(shí)現(xiàn)三進(jìn)制計(jì)數(shù),其狀態(tài)圖如下:</p><p> 表5-1 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)表</p><p><b> 其電路圖為</b></p><p> 圖5-2 三進(jìn)制循環(huán)控制
21、電路</p><p><b> 5.3開關(guān)控制電路</b></p><p> 設(shè)譯碼器和顯示驅(qū)動(dòng)電路的使能端控制信號(hào)分別為G和A,G與譯碼器74LS138的使能輸入端G1相連接,A與現(xiàn)實(shí)驅(qū)動(dòng)電路中與非門的一端相連接。根據(jù)總體功能表分析及組合的G、A與給定條件開關(guān)(S1、S0、CP)的關(guān)系真值表如下表:</p><p> 表5-2 開關(guān)與控
22、制信號(hào)真值表</p><p> 圖5-3 開關(guān)控制電路</p><p> 5.4 譯碼及顯示驅(qū)動(dòng)電路</p><p> 譯碼與驅(qū)動(dòng)顯示電路采用74LS138、六個(gè)與非門和六個(gè)反相器組成。74LS138的三個(gè)輸入端A2、A1、A0分別接入S1、Q1、Q0,當(dāng)S1=0,使能端信號(hào)A=G=1,計(jì)數(shù)器的狀態(tài)為00 01 10時(shí),譯碼器對(duì)應(yīng)輸出端y0y1y2依次有效,
23、兩河與非門及使得指示燈d1 d2 d3按順序循環(huán)點(diǎn)亮,示意汽車左轉(zhuǎn)彎。同理當(dāng)s1=1的時(shí)候指示燈d4 d5 d6按順序循環(huán)點(diǎn)亮,示意汽車右轉(zhuǎn)彎。當(dāng)G=0,A=1時(shí),74LS138的輸出端全為1高電平,此時(shí)指示燈全滅。而當(dāng)G=0,A=CP時(shí),同理指示燈將隨CP的頻率閃爍。其譯碼顯示驅(qū)動(dòng)電路圖如下:</p><p> 圖5-4 譯碼及顯示驅(qū)動(dòng)電路</p><p><b> 6 實(shí)
24、驗(yàn)總結(jié)</b></p><p> 本次實(shí)驗(yàn)我們組員分工找資料,并積極配合,終于將汽車尾燈設(shè)計(jì)完成。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們用到了上學(xué)期學(xué)到的同步計(jì)數(shù)器的原理及設(shè)計(jì)方法和74LS138、555定時(shí)器、組合電路的設(shè)計(jì)等知識(shí)。本次實(shí)驗(yàn)雖通過(guò)了多翻改進(jìn)并基本實(shí)現(xiàn)了汽車正常運(yùn)行、左右轉(zhuǎn)彎和剎車等功能,當(dāng)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)電路中存在較大的時(shí)間延遲。本次實(shí)驗(yàn)由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器產(chǎn)生的脈沖比較正常,而且還實(shí)現(xiàn)
25、了頻率可調(diào)的擴(kuò)展。其占空比比較平衡。可知延遲問(wèn)題不應(yīng)該出在這里但是就用這個(gè)完全正常的脈沖觸發(fā)的三進(jìn)制計(jì)數(shù)器就產(chǎn)生了較大的時(shí)間延遲。另外,在譯碼器不工作而直接用脈沖控制六個(gè)尾燈進(jìn)行閃爍時(shí),也產(chǎn)生了較大的時(shí)間延遲。在大概幾秒鐘延遲之后,三進(jìn)制計(jì)數(shù)器正常工作,汽車尾燈也按要求工作。當(dāng)然這是本次實(shí)驗(yàn)的一個(gè)不夠完美的地方。期望下次這樣的情況能更好的改進(jìn)。</p><p> 通過(guò)這次設(shè)計(jì),不僅加強(qiáng)了我們組員的合作精神。還讓
26、我們將所學(xué)的知識(shí)利用到了實(shí)踐中。更好地掌握實(shí)驗(yàn)原理、操作方法、步驟,全面了解儀器設(shè)備的性能并正確地使用儀器,鍛煉我們的思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,提高我們的創(chuàng)新思維和實(shí)際動(dòng)手能力。</p><p><b> 附錄一、原理圖</b></p><p><b> 原理圖1 </b></p><p><b>
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