汽车尾灯控制器.doc-资料库

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综合性实验设计报告课程名称数字逻辑实验题目名称汽车尾灯控制器电路设计班学级号学生姓名同组班级同组学号同组姓名 20100611 2010061118 郭鑫 20100611 2010061115 王志刚指导教师武俊鹏、孟昭林、刘书勇、赵国冬 2012 年 06 月 - 0 -

摘要我们小组做得是汽车尾灯的电路设计，我们做的汽车尾灯电路在完成了实验的四个基本任务（前进，左转弯，右转弯，刹车）上又新增加了五个新功能包括：1.倒车功能 2.夜间行驶功能 3.超车功能 4.故障停车功能 5.比赛用倒计时开车功能。基本完成了市场上汽车的尾灯的所有功能，而且又新设计了比赛用的倒计时开车功能，并且这五个新增功能已经全部稳定实现。我们的设计主要是以 74LS138 芯片为主体，充分的地应用了 74LS138 芯片和 74LS153 芯片的使能端功能从而避免了各个功能之间的冲突（即信号的高低电平的冲突），我们这次设计的主要创新点是在最后控制信号灯的信号输入时使用了四输入与非门 74LS20，从而允许我们增加更多的功能而不会发生信号冲突，在本次试验设计中，我们还引入了数码管和蜂鸣器，其中数码管的显示当前行车状态功能的设计虽然电路连接简单但对新手驾驶员有很大的帮助。关键词：信号冲突的解决，使能端的合理应用，四输入与非门，数码管显示行车状态。

目录 1 需求分析 ....................................................................................................................................- 1 - 1.1 基本功能需求分析 ........................................................................................................ - 1 - 1.2 扩展功能需求分析 ........................................................................................................ - 1 - 1.3 系统设计概述 ................................................................................................................ - 2 - 2 系统设计 ....................................................................................................................................- 3 - 2.1 系统逻辑结构设计 ........................................................................................................ - 4 - 2.2 系统物理结构设计 ...................................................................................................... - 14 - 3 系统实现 ..................................................................................................................................- 21 - 3.1 系统实现过程 .............................................................................................................. - 21 - 3.2 系统测试 .......................................................................................................................- 21 - 3.3 系统最终电路图.......................................................................................................... - 23 - 3.4 系统团队介绍 .............................................................................................................. - 24 - 4 总结 ..........................................................................................................................................- 27 - 参考文献 ......................................................................................................................................- 30 -

1 需求分析 1.1 基本功能需求分析本次实验的设计符合市场上大多数的六尾灯的汽车。汽车尾灯电路实验设计的基本功能满足了普通的汽车的车尾灯基本所有需要，所以本次试验的设计是非常具有实际意义和价值的。而且我们设计的实验电路简单，逻辑清晰，制作非常容易，消耗成本低，所以是非常具有市场价值的。 1.2 扩展功能需求分析我们新增加的五个汽车尾灯功能也是为市场上的大多数的六尾灯电路设计的，满足了大多数汽车公司对尾灯设计的需要，所以说具有能广泛应用的优秀特点，而且我们新增的倒车功能（配上了蜂鸣器）可以用于汽车尾灯和汽车喇叭之间的交互。其他新增功能如超车功能，夜间行驶功能，故障停车功能都是在现实生活中非常实用的。都是非常实用而且非常有价值的设计，对汽车的销售起到了很好地促进作用，我们设计的倒计时行车功能是专门为赛车比赛设计的，避免了当赛车比赛时由于起步不同而造成的不公平的因素。总体来说，我们的设计都很实用而又容易投入到汽车市场应用中，符合市场需求，是非常有实际效益和实际意义的设计。 - 1 -

1.3 系统设计概述我们设计的汽车尾灯控制器系统包括：八个汽车尾灯功能，一个为赛车比赛设计的倒计时行车功能，以及一个为汽车驾驶新手设计的数码管显示功能。输入为用于控制八个汽车尾灯功能状态的三个控制开关，和一个用于实现比赛用的倒计时行车功能的控制开关。我们设计的汽车尾灯系统四个基本功能为：1.汽车正常运行时指示灯全灭。2.右转弯时，右侧三个灯按照右循环顺序点亮。尾灯显示顺序为R1→R2→R3→全灭→R1。3.左转弯时，左侧三个灯按照左循环顺序点亮。尾灯显示顺序为L1→L2→L3→全灭→L1。4.临时刹车时所有尾灯一直同步闪烁。此时输入开关S1，S0分别为00,01,10,11对应的四个状态，S2为0，显示功能数码管显示对应的0,1,2,3. 我们设计的六个扩展功能为：1.倒车功能，六个尾灯每两个尾灯按从中间至外侧顺序循环点亮。尾灯顺序为L1，R1 →L2，R2 →L3， R3 → L1，R1。２.夜间行驶功能，最边上的两个尾灯长亮状态。即 L3，R3长亮。３.超车功能，两侧的中间两个指示灯闪烁。即L2，R2 闪烁。４.故障停车，六个指示灯全部长亮状态。5.比赛用倒计时开车，数码管从就开始倒数置0，并且L1，R1闪烁，当倒数至0时，随着滴的一声灯停止闪烁，代表汽车开始行进。6.用数码显示当前汽车行驶的状态，在我们开关输入0至7八个输入时时数码管对应显示从0至7 八个数字，用来显示当前的行驶状态，从而显示给驾驶员，让驾驶员了解自己当前驾驶状态。适合新手驾驶员防止驾驶中出错。第五个扩 - 2 -

展功能进行时，开关S3为1状态，其余三个输入开关均为0状态。后随着数码管倒计时至0，蜂鸣器滴的一声响（代表汽车倒计时结束汽车开始行进），将开关置为0。而进行前四个扩展工能时输入开关分别对应的是S2，S1，S0为：100,101,110,111四个输入状态，显示当前运行状态功能数码管显示为对应的4，5，6，7。 - 3 -

2 系统设计 2.1 系统逻辑结构设计 2.1.1 汽车尾灯控制器基本功能设计流程表 2.1.1 基本功能汽车尾灯状态表控制开关运行状态左灯状态右灯状态 S1 S0 L3 L2 L1 R3 R2 R1 0 0 1 1 0 1 0 1 正常行驶右转弯灯灭灯灭灯灭按照 R1→R2→R3 的顺序循环点亮左转弯按照 L1→L2→L3 顺灯灭序循环点亮临时刹车六个尾灯持续同步闪烁根据上表表 2.1.1 分析循环点亮部分可有三进制计数器配合三线八线译码器 74LS138 实现于是得到下表 2.1.2。表 2.1.2 汽车功能真值表控制开关三进制计数器汽车尾灯显示 S1 0 0 S0 0 1 Q1 Q0 L3 L2 L1 R3 R2 R1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 X 0 0 1 X 0 1 1 - 4 -

1 1 0 1 0 0 1 X 0 1 1 X 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 六个灯持续同步闪烁设计思路：根据表 2.1.2 分析出将四个基本功能可分成两个部分：（1）. 左右转弯部分（2）.正常行驶和临时刹车部分。（1）左右转弯部分：考虑采用三进制计数器和 74LS138 三线八线译码器以及与非门控制最后灯的输入的配合来完成左右转弯的功能。表 2.1.3 三进制计数器状态转换表 n Q1 0 0 1 n Q0 0 1 0 n+1 Q1 n+1 Q0 0 1 0 0 0 0 根据表 2.1.3 表的进行卡诺图化简，化简后得，。于是考虑用两个 JK 触发器（74LS112 芯片）模拟三进制计数器功能。于是得到 JK 触发器的驱动方程为 J Q K 1 1  , n 0  1; J Q K 0 0 n 1  , 1  。得到三进制计数器的连连图如下图 2.1.1。 - 5 -

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