汽车尾灯控制器
信安一班
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GMT+8 2016-12-07 20:20
一、目录
设计要求------------------------------------------------------------- 3 工作原理，系统方框图----------------------------------------------- 3 各部分选定方案及说明----------------------------------------------- 5 总体设计图与仿真结果----------------------------------------------- 9 设计心得与总结------------------------------------------------------ 17 参考文献------------------------------------------------------------- 17 附录：总体器件表及其功能表、管脚分布----------------------------- 18
二、设计要求
设计一个汽车尾灯控制器。

汽车尾部左右两侧各有3个指示灯。

根据汽车运行情况，指示灯有4+2种显示模式：
（1）汽车正向行驶，所有指示灯全部熄灭。

（2）汽车右转弯，右侧的三个指示灯按右循环模式顺序点亮。

（3）汽车左转弯，左侧的三个指示灯按左循环模式顺序点亮。

（4）临时刹车，左右两侧的指示灯同时处于闪烁状态。

（5）倒车状态，右侧的三个指示灯按右循环模式顺序点亮，同时左侧的三个指示灯按左循环模式顺序点亮。

（6）故障状态，所有灯全亮且不闪烁。

三、工作原理，系统方框图
大致原理：(详细介绍见第四部分)
该器件有六种状态，所以应该使用三个开关状态L1、L2、L3来表达。

对于正常行驶状态，灯全灭，即对所有的灯给低电平。

对于汽车右转弯，右侧的三个指示灯按右循环模式顺序点亮，可以采取三进制计数器（十进制改造）+三八译码器来实现，其中三进制计数器的输出作为译码器的输入，译码器的输出决定三个右侧灯的亮暗。

对于汽车左转弯，原理同汽车右转弯的实现方法。

对于临时刹车，可以使用CP信号直接决定六个灯的亮暗，达到闪烁的目的。

对于故障状态，对所有的灯置高电平。

通过与门、与非门等门将上述芯片、导线连接，实现功能。

状态表：
电路真值表：
方框图：
四、各部分选定方案及电路组成、相关器件说明
译码器1：三个开关控制端作为译码器1（低有效）的输入，000控制正在行驶状态，001控制右转弯状态，010控制左转弯状态，011控制刹车状态，100控制倒车状态，101、110、111控制故障状态。

计数器：时钟端CP作为计数器的输入，触发计数器产生00->01->10状态循环，然后将这两个输出接到译码器2和译码器3的B、A输入端。

译码器2、3：译码器2（低有效）和译码器3（低有效）的输入端C接地，B、A 接计数器的两个输出端；使能端G（高使能）都由译码器1的输出端控制。

两个译码器的输出端都仅有Y0、Y1、Y2连入电路，且经过一些连线后分别接到3、2、1和4、5、6号灯上。

最后输出电平到信号灯时，经过三输入与非门，三路输入分别是：
1）、1输入接在译码器2或3的输出端Y0或Y1或Y2上，由译码器2、3的输出控制；
2）、2输入：译码器1的Y5、Y6、Y7相与，仅有其中一个被选中为低电平时，此输入才为低电平；其他情况，此输入一直为高电平，可以不考虑。

3）、3输入：时钟端CP、开关控制端i3的非、i2、i1相与非，仅有开关控制端为011时，当CP端为高电平时，此输入为低电平，当CP端为低电平时，此输入为高电平，即仅有开关控制端为011时，此输入根据时钟端CP在高、低电平之间变化。

其他情况，此输入一直为高电平，可以不考虑。

6种状态的具体实现：
1）、正在行驶：三个输入端为000，经过译码器1选中Y0（仅有Y0为低电平），Y0接在译码器2和译码器3的使能端G（高使能）上，所以两个译码器不使能，输出端都是高电平，经过三输入与非门后，输出端都是低电平，6个指示灯全灭。

2）、右转弯：三个输入端为001，经过译码器1选中Y1（仅有Y1为低电平），Y1接在译码器2的使能端E（高使能）上，所以译码器2不使能，译码器2输出端都是高电平，经过三输入与非门后，译码器2输出端都是低电平，1、2、3号指示灯全灭；而译码器3正常工作，输出端为011->101->110循环，经过三输入与非门后，输出端为100->010->001循环，实现4、5、6号指示灯按右循环顺序点亮。

3）、左转弯：三个输入端为010，经过译码器1选中Y2（仅有Y2为低电平），Y2接在译码器3的使能端G（高使能）上，所以译码器3不使能，译码器3输出端都是高电平，经过三输入与非门后，译码器3输出端都是低电平，4、5、6号指示灯全灭；而译码器2正常工作，输出端为011->101->110循环，经过三输入与非门后，输出端为100->010->001循环，实现3、2、1号指示灯按右循环顺序点亮，即1、2、3号指示灯按左循环顺序点亮。

4）、刹车状态：三个输入端为011，经过译码器1选中Y3（仅有Y3为低电平），Y3接在译码器2和译码器3的使能端G（高使能）上，所以两个译码器不使能，输出端都是高电平，而此时三输入与非门输入端3为高、低电平互换，所以输出也是高、低电平互换，即实现6个指示灯闪烁。

5）、倒车状态：三个输入端为100，经过译码器1选中Y4（仅有Y4为低电平），Y4与译码器2和译码器3之间没有接线，所以两个译码器都工作，经过三输入与非门后输出端即实现1、2、3号指示灯按左循环顺序点亮，又实现4、5、6号指示灯按右循环顺序点亮。

6）、故障状态：三个输入端为101、110、111，经过译码器1选中Y5、Y6、Y7（Y5或Y6或Y7为低电平），所以三输入与非门输入端2为低电平，输出端即为高电平，实现6个指示灯全亮。

五、总体设计图与仿真结果
注：从上至下为LED3、LED2、LED1，有的图中写反了
000（前进）：
001（右转）：
010（左转）：
011（刹车）：
100（倒车）：
101、110、111（故障）：
六、设计心得与总结
孙晨：学习了一学期的数字逻辑基础，我发现这门课程相对于理论来说更加注重的是实际操作。

经过了几次的上机实验和一次有关八段数码管的设计考试，我发现这门课程的很多乐趣。

我们通过设计汽车尾灯充分的利用了自己所学习过的知识，并结合生活实际，完成了本次大作业的设计。

李秋豪：通过完成这次大作业，我不仅加深了对书本知识的理解，也有了一定的实践设计经历（比如芯片的异步置零在实际过程中会有一些“跳位“；断路有时候也是“低位”，要视情况而定），同时我的团队合作和调度能力也得到了加强。

路祥鹏：通过此次设计，我学会了如何把理论知识运用到实践中，当然，从设计过程中的种种问题中，我也学会了要将知识活学活用，不能太死板。

七、参考文献
1. Fundamentals of Logic Design (7th Edition)C harles H. Roth,Jr. Larry L.Kinney
解晓萌杨清洪译清华大学出版社2016年1月第1版
2. 器件图片来源：
/Tech_news/Detail/895952.html
/link?url=xaMXqfAfvqgbNbDs2CjMZwrW4odm3cvqHMl1b3 3kK-ptMrSVeqqMr7_MMMIWcqFQF68UvShwaaUJKO8atKmmVa
创建者：疯狂答题手历史：https:///historylist/74HC138/5574130
八、附录：总体器件表及相关器件的功能表、管脚分布
三八译码器：74hc138
十进制计数器：74hc90。