成绩课程设计说明书课程设计名称：电子技术课程设计题目：汽车车灯控制电路设计学院：电气与电子信息学院学生姓名：专业：电气工程及其自动化学号：指导教师：日期：2015年 7 月 10 日汽车车灯控制电路设计摘要：本文介绍了一种通过TTL系列产品设计模拟汽车尾灯工作情况电路的方法。

主要阐述了如何通过555系列来制作脉冲产生器，如何利用J-K触发器改制三进制的计数器和译码器的使用等一系列方法。

实验通过发光二极管模拟汽车车灯来实现了汽车在行驶时候的四种情况：正常行驶，左拐弯，右拐弯，临时刹车。

关键词：汽车尾灯，脉冲，计数器，译码器，行驶情况Abstract：This article describes a series of product design through simulation TTL auto taillight circuit methods work. Mainly on how to produce 555 series pulse generator, how to make use of JK flip-flop ternary system decoder of the counters and the use of a range of methods. Experimental simulation of vehicle through the light-emitting diode taillights to achieve a moving car when the four cases: the normal traffic, left turn, right turn, temporary brake.Keywords：auto lamps, pulse, counters, decoders, traffic situation.目录1前言 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计内容 (1)2总体方案设计 (2)2.1方案比较 (2)2.1.1方案一 (2)2.1.2方案二 (2)2.2 方案论证 (3)2.2方案选择 (3)3单元模块设计 (4)3.1各单元模块功能介绍及电路设计 (4)3.1.1汽车车灯电路设计 (4)3.1.2三进制计数器模块设计 (5)3.1.3开关控制电路模块设计 (6)3.1.4 脉冲产生电路设计 (8)3.2特殊器件的介绍 (9)3.2.1555计时器介绍 (9)3.2.2 74LS138介绍 (10)4 系统调试 (11)4.1调试环境 (11)4.2硬件调试 (11)5结论 (15)6总结与体会 (16)7谢辞 (17)8参考文献 (18)附录 (19)1前言1.1 设计背景汽车车灯控制电路是数字电路在交通自动控制电路中的典型应用，此系统基本上是模拟汽车运行中的实际情况设计的汽车车灯，一般都有左、右各三个灯。

当人们看到灯的不同形式的亮、灭、闪烁时，就知道该驾驶员要惊醒的操作意图，即左转弯、右转弯或刹车。

此电路系统是利用基本的门电路和触发器设计的一个数字系统，既有组合逻辑，又有时序逻辑。

汽车车灯控制器是针对课程设计的要求，通过小组讨论，筛选，改进，元件的选择，Proteus仿真，最终书写设计报告。

通过汽车车灯控制电路设计的综合环节，还可以使我们了解各功能电路间的相互影响，掌握各功能电路之间参数的衔接和匹配关系，以及模拟电路和数字电路自荐的结合，提高我们对单元功能电路的理解和灵活应用的能力及综合运用知识的能力，为今后进行复杂的综合型电子系统的设计和调试打下基础。

1.2 设计内容本课题要求设计一个汽车车灯的控制电路。

该电路是用于反映汽车在运行时的状态，汽车尾部左右两侧各有3个指示灯。

当接通左转、右转、刹车和正常行驶时，指示灯按照指定要求闪烁。

假设汽车车灯左右两侧各有三个指示灯（用发光二极管模拟），要求是：汽车正常远行时指示灯全灭；右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮；左转弯时左侧三个指示灯按左循环顺序点亮；临时刹车时所有指示灯同时闪烁。

2 总体方案设计2.1 方案比较2.1.1 方案一如图2.1所示，用三进制计算器为74LS138提供输入，同时用两个开关控制状态，即本次设计采用的实现方案。

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。

图2.1 方案一2.1.2 方案二如图2.2所示，首先通过时序信号产生器产生脉冲信号，该信号提供74LS194和刹车时的输入信号。

74LS194有四个输入端，接其中的三个001,010,100的循环信号，此信号提供左、右转时的原始信号。

对信号进行分拣只有的信号通过或门，实现与刹车、检查电键信号的之间的选择。

最终要得到的信号即可输出到指示灯，实现所需功能。

图2.2 方案二开关控制电路译码电路显示电路三进制计数器车灯电路左转车键 刹车车键时钟脉冲左转右转分检电路发光二极管 右转车键2.2方案论证方案一：本方案整个电路由时钟脉冲电路、开关控制电路、三进制电路、译码与显示驱动电路、车灯状态显示5部分组成。

开关控制电路用两开关、以及一些非门，与非门控制汽车尾灯的状态，四种数值刚好代表四种状态，三进制电路选用J、K触发器作为三进制计数器，译码与显示驱动电路选用74LS138，尾灯状态部分可以选用LED也可以使用灯泡。

方案二：本方案可分为四部分：时钟脉冲电路，电键部分，左转右转分拣电路，以及发光二极管部分。

脉冲产生信号，此信号提供左、右转时的原始信号，对信号进行分拣只有的信号通过或门，实现与刹车、检查电键信号的之间的选择。

2.2 方案选择上述两个方案设计思路相似，最大的区别就是，方案一使用74LS138，而方案二使用双向移位寄存器74LS194。

由于本设计针对的是汽车车灯的设计，方案一比方案二更加简单，使用的器件少，具有更好的成本优势。

基于上述比较，最后选择方案二。

3 单元模块设计3.1 各单元模块功能介绍及电路设计本系统主要分为4个单元模块，它们分别是：汽车车灯电路、三进制计数器、开关控制电路和脉冲产生电路。

各单元模块功能及相关电路的具体说明如下。

3.1.1 汽车车灯电路设计汽车车灯电路图如图3.1所示图3.1汽车车灯电路控制其显示驱动电路由六个发光二极管管和六个反相器构成；译码电路由3-8线译码器74LS138和六个与非门构成。

74LS138的三个输入端A 2、A 1、A 0分别接S 1、Q 1、Q 0，而Q 1Q 0是三进制计数器的输出端。

当S 1=0、使能信号A=G=1，计数器的状态为00，01，10时，74S138对应的输出端210,,Y Y Y 依次为0有效（543,,Y Y Y 信号为“1”无效），即反相器G 1~G 3的输出端也依次为0，故指示灯321D D D →→按顺序点亮示意汽车右转弯。

若上述条件不变，而S 1=1，则74LS138对应的输出端654,,Y Y Y 依次为0有效，即反相器G 4~G 6的输出端依次为0，故指示灯654D D D →→暗顺序点亮，示意汽车左转弯。

当G=0，A=1时，74LS138的输出端全为1，G 6~G 1的输出端也全为1，指示灯全灭灯；当G=0,A=CP 时，指示灯随CP 的频率变化而闪烁。

3.1.2 三进制计数器模块设计三进制计数器电路图如图3.2所示图3.2 三进制计数器 三进制计数器电路可由双JK 触发器74LS76构成。

其原理分析如下：JK 触发器的特征方程为：n n n Q K Q J Q +=+1 由电路图可知：110==K Kn n n n n n Q K Q J Q Q K Q J Q 111111000010+=+=++nn n Q J Q K Q J 00100101===+则得n n n Q Q Q 0110=+nn n Q J Q K Q J 11111011===+则得nn n Q Q Q 0111=+由以上所得公式可得三进制计数器的状态表如表3.1所示：表3.1 三进制计数器状态表现态 次态0 0 0 1 0 1 1 0 1则其状态图如图3.3所示：图3.3 三进制计数器状态表3.1.3 开关控制电路模块设计开关控制电路图如图3.4所示0 00 11 0图3.4开关控制电路开关控制电路由两个与非门，一个反向器，两个6.6k 欧的电阻，一个异或门，一个74LS10和两个开关组成。

其功能是将开关的动作信号转化为脉冲信号并传递给编码器，其原理如下：设74LS138和显示驱动电路的使能端信号分别为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（S 1、S 0、CP ）的真值表，如表3.2所示。

表3.2 S 1、S 0、CP 真值表 开关控制 CP使能信号 S1 S0 G A 0 0 * 0 1 0 1 * 1 1 1 0 * 1 1 11CP 0CP由表3.2经过整理得逻辑表达式为CPS S S S CP S S S S A S S G 0101010101⋅=+=⊕=3.1.4 脉冲产生电路设计脉冲产生电路图如图3.5所示图3.5 脉冲产生电路脉冲产生电路由555定时器，两个分别为20nf,9uF的电容，两个分别为5k,25k 欧姆的电阻组成，其功能是产生脉冲信号，传递给三进制计时器和开关控制电路其原理如下：其高电平时间为：=0.7()C低电平时间为：=0.7C占空比:D===250.0ms=213.9msD=53.8%F=2.158HZ3.2 特殊器件的介绍本系统中主要使用了如下一些功能器件：555定时器和74LS138编码器。

下面就这些器件的功能特点、主要参数和使用方法作相应说明。

3.2.1 555计时器介绍555定时器的电路结构如图3.6所示图3.6 555定时器的电路结构图其中为电源， 为控制电压 为阀值输入， 为触发输入 ， 为放电端， 为复位端， 为输出端。

555定时器是一种模、数混合的中规模集成电路，它使用方便灵活，应用广泛。

用它可很方便地组成脉冲的产生、整形、延时和定时电路。

555电路的引脚功能如表3.3 所示表3.3 555电路的引脚功能表——TR 触发TH 阈值—R 复位 DIS 放电端 OUT 输出 Vcc 31> >Vcc 32H 导通 LVcc 31> Vcc 32< H原状态Vcc 31× H截止H××L 导通 L3.2.2 74LS138介绍74LS138结构如图3.7所示图3.7 74LS138结构图二进制译码器的输入是一组二进制代码,输出是一组与输入代码一一对应的高、低电平信号，对三-八译码器来说，3位二进制共有8种状态，所以对应的输出有8种状态。