汽车尾灯的设计课程设计.doc

目 录第一章 设计任务书第二章 系统分析第三章 单元电路的设计第四章 汽车尾灯总电路图第五章 汽车尾灯PCB图第六章 仿真电路第七章 电路调试第八章 元件清单第九章 设计体会第一章：设计任务书本课题设计一个汽车尾灯的控制电路。该电路由两个开关的四种状态控制，分别对应着全灭、左转、右转、刹车。假设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二极管模拟）a.汽车正常运行是指示灯全亮灭；b.右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；c.左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮；d.临时刹车时所有指示灯同时闪烁。列出尾灯与汽车运行状态表,如下表1.1： 表1.1尾灯和汽车运行状态关系表开关控制运行状态左尾灯右尾灯S1 S0D4D5D6D1D2D30 0正常运行灯灭灯灭 0 1右转弯灯灭按D1D2D3顺序循环点亮 1 0左转弯按D6D5D4顺序循环点亮灯灭 1 1临时刹车所有的尾灯随时时钟CP同时闪烁第二章：系统分析 1：设计总框图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顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下，每个指示灯与给定条件（S1、S0、CP、Q1、Q0）的关系，即逻辑功能表如表2.1所示（表中0表示灯灭状态、1表示灯亮状态）。 表2.1汽车尾灯控制逻辑功能表开关控制三进制计数器六个指示灯S1 S0Q1 Q0D6D5D4 D3D2D10 10 00 11 0000 001 000 010000 1001 00 00 11 0100 000010 000001 000 11 /CPCPCP CPCPCP2系统方案的选择设计本电路，我们采用双JK触发器74LS76构成三进制计数器。译码电路由3-8线译码器74LS138和6个与非门构成。用555定时器构成的多谐振荡器产生输出信号为1赫兹。3：电路的工作原理设计本电路，我们采用双JK触发器74LS76构成三进制计数器。译码电路由3-8线译码器74LS138和6个与非门构成。用555定时器构成的多谐振荡器产生输出信号为1赫兹。经过以上所述的设计内容及要求的分析，可以将电路分为以下几部分：首先，通过555定时器产生频率为1Hz的脉冲信号，该脉冲信号用于提供给JK触发器和刹车时的输入信号。三进制计数器电路可有双JK触发器74LS76左转、右转的原始信号通过6个与门以及电键提供的高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右的3个汽车尾灯上。这部分电路起到信号分拣的作用。分拣之后的信号通过或门，实现与刹车、检查电键信号的之间选择。最终得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需功能。第三章：单元电路的设计1：时钟电路方案一：用555芯片构成多谐震荡器产生时钟。时钟脉冲产生电路用一片555定时器构成多谐振荡器，设计脉冲周期为1s,其计算公式为：T= ln2(R1+2R2) C=（470000+2*500000）*10-6*0.7=1.029，以此信号作为的CP 555电路图波形图如下：由图可知: T= T2T1= 5.523 34.5426=0.9807S,与理论值存在一定误差，由波形图也可看出，波形并不是很工整。方案二：利用单片机内部资源的定时器产生时钟（略）2：三进制计数器电路方案一： 三进制计数器我们用JK触发器构成。JK触发器 的特性方程： （CP下降沿有效）连线图如下：仿真图如下：由上图可见Q1，Q0按00，01，11三种状态输出。方案二：计数器选用集成电路74LS163进行设计较简便。74LS163是4位二进制同步计数器，它具有同步清零、同步置数的功能。74LS163的外引线排列如图所示，其功能表如表2所示。图中,是低电平有效的同步清零输入端，是低电平有效才同步并行置数控制端,CTP,CTT是计数控制端,CO是进位输出端，D0D3是并行数据输入端，Q0Q 3是数据输出端。图：74LS163的外引线排列图CT74LS163功能表| 3：汽车尾灯电路汽车尾灯电路如图所示，其显示驱动电路由6个发光二极管和6个反相器构成；译码电路由3-8线译码器74LS138和6个与非门(由74LS00芯片)构成。74LS138的三个输入端A，B，C分别接、Q0， Q1，S1，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转弯。若上述条件不变，而S1=1，则74LS138对应的输出端Y4、Y5、Y6依次为0有效，即反相器G4G6的输出端依次为0，故指示灯D4D5D6按顺序点亮，示意汽车左转弯。当G=0，A=1时,74LS138的输入端全为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CP的频率闪烁4.开关控制电路开关控制电路，设74LS138和显示驱动电路的使能端信号分别为G和A，概括总体逻辑功能分析及组合得G、A与给定条件的真值表，如表所示。表S1、S0、CP与G、A逻辑功能表开关控制CP使能信号S1 S0G A00×0101×1110×1111CP0CP由表过整理得逻辑表达式为 G=S1S0 _ _A=S1S0+S1S0CP=S1S0·S1S0CP由上式得开关控制电路，如图所示。由以上分析可得出总体框图，如图所示：如图：设计总体框图第四章：汽车尾灯总电路第五章：PCB图第六章：仿真电路第七章：电路调试电子安装完毕，通常不宜急于通电，先要认真检查一下。检查内容包括：检测的方法通常有两种方法：(1)连线是否正确这种方法的特点是，根据电路图连线，按一定顺序一一检查安装好的线路，由此，可比效容易查出错线和少线。按照实际线路来对照原理图电路进行查线(2)这是一种以元件为中心进行查线的方法。把每个元件引脚的连线一次查清，检查每个去处在电路图上是否存在，这种方法不但可以查出错线和少线，还容易查出多线。(3)为了防止出错，对于已查过的线通常应在电路图上做出标记，最好用指针式万用表“欧姆1”档，或用数字万用表的“二极管档”的蜂鸣器来测量元器件引脚，这样可以同时发现接触不良的地方。(4)元器件的安装情况(5)检查元器件引脚之间有无短路；连接处有无接触不良；二极管的极性和集成元件的引脚是否连接有误。(6)电源供电，信号源连接是否正确。(7)电源端对地是否有短路的现象。(8)在通电前，断开一根电源线，用万用表检查电源端对地是否存在短路。若电路经过上述检查，并确认无误后，就可以转入调试。2.调试过程中遇到的问题及解决方法：1：静态调试交流，直流并存是电子电路工作的一个重要组成特点。一般情况下， 直流为交流服务，直流是电路工作的基础。因此，电子电路的调试有静态调试和动态调试之分。静态调试过程。例如，通过静态测试模拟电路的静态工作点，数字电路的各输入端和输出端的高低电平值及逻辑关系等，可以及时发现已经损坏的元器件，判断电路工作情况，并及时调整电路参数，使电路工作状态符合设计要求。对照原理图，用万用电表一一检查线路的各个接口是否接通，有无短路、断路或漏接现象，如果有，应及时改好电路。对照原理图，检查芯片的引角是否接正确。检查芯片的VCC和GND是否接好。2：动态调试动态调试是在静态调试的基础上进行的。调试的方法是在电路的输入端接入适当频率和幅值的信号，并循着信号流向逐级检测各有关点的波形，参数和性能指标。发现故障现象，应采取不同的方法缩小故障范围，最后设法排除故障。 测试过程中不能凭感觉和印象，要始终借助仪器观察。使用示波器时，最好把示波器的信号输入方式置于“DC”挡，通过直流耦合方式，右同时观察被测信号的交，直流成分。通过调试，最后检查功能块和整机的各种指标是否满足设计要求，如必要，再进一步对电路参数提出合理的修正。在进行完上述检查后。通电进行调试。用万用表检查两块芯片的VCC和GND，看是否有电压。是不和输入的电压一致。在确保芯片处于工作状态后，在录音机接口处，输入一个信号，用示波器沿着只许信号在走向，一路测量，把测得波形和输入信号的波形对比。一级一级的测量，如果发现不对，再认真查线路，如果线路一定是对的。那有可能是芯片出了故障而不能正常工作。可以换一个芯片试。如果换上新芯片后，工作正常，说明原来的芯片是坏的。就这样一点一点的的调试，直到调试成功为止。3：烧毁在电路测试阶段由于没有保护措施，所用的74LS32上面的四个或门有一个被烧毁了，由于当时还不知道，所以查了好久才发现问题所在，解决方法是用适当的电阻进行保护。4：虚焊这是焊接过程中经常遇到的问题，如果不加以纠正将使电路无法工作，而且这个问题很难检查出来，也只能利用万用表检查，我们刚发现是由于接上电路发现发光二极管是一直点亮的，后来发现是由于一个焊点虚焊导致或门的一端输入为接空引起的。第八章：元件清单74LS系列芯片：74LS 138 1个74LS00 2个74LS86 1个74LS101个74LS761个74LS042个定时器：5551个电阻：2006个500k1个470k 1个3.3k2个电容;1.0F1个10nF 1个发光二极管 6个拨动开关2个第九章：设计心得体会本次课程设计收获很大，开始设计时感觉没什么难的，后来到动手的时候觉得遇见了好多没想到的问题，然后一个一个的解决，我想这也是最吸引我们的地方，当真正投入时才发现乐在其中。 在方案的选择中，我们选择了用JK触发器构成三进制计数器电路，去外面跑了多次也没有找到JK触发器74LS76芯片。在Protel中制PCB 板的时候，开始做单面板，线很多，走不通，又该为双面板。当制好的那一刻，我感到无比的欣慰。在制板的当中，我学会了PCB中没有学会的东西。虽然我们没做实物，但我们通过EWB仿真，出现了我预料的结果，说明了电路没问题，证明了理论的正确。 这次课程设计，虽然短暂。但却是我们第一次的自主合作的设计电路。以前书本上的内容第一次完完全全的在实际中实现。在设计过程中，遇到了书本中不曾学到的情况。同时，由于是三人合作制作，是我们学到在将来大规模电路设计中，团体协作是多么的重要。最后，感谢老师为我们提供这次的实习机会和悉心的指导