数电课设之汽车尾灯

时间:2024-03-26 12:59:59

本来想一起写汽车尾灯和交通灯的,但是我的交通灯仿真改了,然后明天要考MATLAB,所以今晚就先不写交通灯了,交通灯等下个星期写,废话不多说,开写了。我是用Multisim仿真的。
这是汽车尾灯的要求:
任务:汽车尾灯控制器设计
基本设计要求:设计系统模拟汽车尾灯两侧信号,左右各有3个指示灯。
汽车运行时具有如下模式:
(1)汽车正向行使时,左右两侧的指示灯全部处于熄灭状态。
(2)汽车右转弯行驶时,右侧的3个指示灯按右循环顺序点亮,
(3)汽车左转弯行驶时,左侧的3个指示灯按左循环顺序点亮
(4)汽车临时刹车时,左右两侧的指示灯同时处于闪烁状态
实验室提供74LS90,74LS160,74LS161等芯片。

以下是我的方案:
1.设计框图:
数电课设之汽车尾灯
2.整机概述:
汽车尾部左右两侧各有3个指示灯,用发光二级管模拟,三进制计数器状态转换有数码管显示,尾灯运行模式如下:
(1)开关S1、S2断开,汽车正向行使,左右两侧的指示灯全部处于熄灭状态。
(2)S1断开,S2闭合,汽车右转弯行驶,右侧的3个指示灯按右循环顺序点亮。
(3)S1闭合,S2断开,汽车左转弯行驶,左侧的3个指示灯按左循环顺序点亮。
(4)S1、S2都闭合,汽车临时刹车,左右两侧的指示灯同时处于闪烁状态。

3.单元电路的设计方案及原理说明
3.1时钟信号
单元电路图:
数电课设之汽车尾灯
图3.1 A 时钟信号仿真图

NE555能产生脉冲,但电路比较复杂,所以我直接用信号发生器产生方波
3.2开关控制电路及状态控制器
单元电路图:
数电课设之汽车尾灯
图3.2 A 开关控制仿真
考虑到要汽车尾灯控制器有4种状态,所以用两个开关控制,74LS138有输入时对应相应Y的序号输出低电平,其他均为高电平,用两个开关连接Vcc和74LS138的AB从而得到4种不同状态

原理说明:
数电课设之汽车尾灯
图3.2B 74LS138引脚图

数电课设之汽车尾灯
表3.2 74LS138功能表

74LS138有3个输入端ABC,由功能表知G1=1,G2A=G2B=0时74LS1381处于选通状态, 所以G1接Vcc,G2A、G2B接地,两个开关的两端各自接Vcc和A/B,AB的值对应Y0到Y3的值;AB以二进制形式输入,然后转换成十进制,对应相应Y的序号输出低电平,其他均为高电平,可以通过控制两个开关实现4种状态的转换。

3.4三进制计数器
单元电路图:
数电课设之汽车尾灯
图3.4A 三进制计数器仿真图

汽车右转和左转时各自的3个尾灯依次循环闪亮,有三个状态,所以需要一个三进制计数器,74LS160为十进制同步计数器,有异步清零的功能,所以加上一个与非门可组成三进制计数器。LOAD、ENT、ENP都接到Vcc,QBQA接到与非门输入端,与非门输出端接到CLR端即可。

原理说明:
数电课设之汽车尾灯
图 3.4B 74LS160引脚图

数电课设之汽车尾灯
表3.4 74LS160功能表
由功能表可知,当CLR=LOAD=ENT=ENP=1时,74LS160处于计数状态,而当CLR=0时74LS160则清零。QBQA=11时异步清零74LS160就是三进制计数器,因此QBQA接到与非门输入端,与非门输出端接到CLR端,LOAD、ENT、ENP接到VCC。
3.5 译码器和数码
单元电路图:
数电课设之汽车尾灯
图3.5A 译码器和数码管仿真图

译码器的的输入端BA由三进制计数器QBQA接入,输入接到七段数码管上,LT、RBI、BI/RBO接Vcc。七段数码管要正常显示需要译码器驱动,一开始我直接把译码器接到数码管上,仿真时数码管不稳定,通过查资料知道数码管上需要接限流电阻,所以在数码管上串联300Ω的电阻。

原理说明:
数电课设之汽车尾灯
图 3.5B 74LS48引脚图
数电课设之汽车尾灯
表3.1.5 74LS48部分功能表
当LT=RBI=BI/RBO=1时,74LS48处于7段译码状态,所以LT、RBI、BI/RBO都接Vcc,输入端DCBA由计数器的输出端QDQCQBQA接入。
3.6尾灯控制电路及尾灯
单元电路图:
数电课设之汽车尾灯
图3.6A 尾灯控制电路及尾灯仿真图
用74LS138做控制器,控制运行状态,74LS160是三进制计数器,接上译码器、数码管可以显示计数器状态。左、右转时,左、右尾灯循环点亮尾灯,用三进制计数器控制点亮顺序,临时刹车6个尾灯随CLK闪亮,外加非门、与门、或门,此时计数器状态不予理会。

原理说明:
数电课设之汽车尾灯表3.6A 开关、运行状态、尾灯状态对应关系表
数电课设之汽车尾灯
表3.6B 转弯时计数器状态与尾灯关系

由上表可知,①当Y1=0且Q0Q1=00 ②当Y3=0且CLK=1时,D4会亮,所以把Y1接入非门,从Q0Q1接一个或非门,再把或非门、非门输出接入与A;把Y3接到非门,再把非门的输入与CLK接到与门B,与门A、B的输出接到或门,或门接到电阻,电阻接到D4即可。其他五个尾灯以此类推。
总的仿真图即3.6的图。
因为明天要考试,所以今晚写得比较急,有错误之处请见谅。
我滚去复习MATLAB了!!!