课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目：protel课程设计-----------汽车尾灯控制系统初始条件1. 一台装有PROTEL软件或以上版本的电脑及使用PROTEL软件绘制电路原理图和印刷电路板的基本技能；2.模拟、数字、高频、单片机、或者一个具有完备功能的电子电路系统。
要求完成的主要任务：1. 绘制具有一定规模、一定复杂程度的电路原理图*.sch（自选）。
可以涉及模拟、数字、高频、单片机、或者一个具有完备功能的电子电路系统。
2. 绘制相应电路原理图的双面印刷版图*.pcb，对电路原理图进行仿真，给出仿真结果（如波形*.sdf、数据）并说明是否达到设计意图。
参考书目:1. Protel 99 入门与提高.赵品编著.人民邮电出版社.2000.112. Protel 99 高级应用.赵品编著.人民邮电出版社.2000.113. Protel 99 SE电路设计与仿真应用时间安排第16周下达任务，查找资料；第17周设计仿真，撰写报告；第18周完成设计，提交报告，答辩。
地点：鉴主18楼实验室6指导教师签名：2013年7 月4日系主任（或责任教师）签名：2013年7 月 4 日目录摘要 0Abstact (1)1 设计任务 (2)1.1设计需求： (2)1.2设计具体要求： (2)2 设计方案 (3)2.1方案一：采用8位的MCU设计 (3)2.1.1原理框图 (3)2.1.2方案的优缺点 (3)2.2 方案二：采用分立的数字芯片搭建 (4)2.2.1原理框图 (4)2.2.2方案的优缺点 (4)2.3最终方案 (4)3原理图绘制与电路原理分析 (5)3.1时钟发生电路（f=1Hz） (5)3.2 转弯信号状态计数电路 (6)3.3左右弯控制电路 (7)3.4 刹车控制电路的设计 (8)3.5停车控制电路设计 (9)3.6总体电路图 (10)4 原理图的仿真结果与分析 (11)4.1 555多谐振荡器仿真结果 (11)4.2用altium designer对原理图进行仿真 (12)5双面印刷版图（PCB） (14)5.1全局图1 (14)5.2全局图2 (14)5.3局部图1 (15)5.4局部图2 (15)6心得与体会 (16)7元器件清单 (17)参考文献 (18)摘要本系统是基于四进制的汽车尾灯控制系统，整个系统由脉冲发生模块、转弯模块、刹车模块、停车模块以及状态异常报警模块组成。
主要完成左右转向提示，刹车提示、停车提示以及异常状态提示等。
在Protel系列的最新高端版本Altium Designer软件环境下进行系统原理图的绘制，并将原理图各元器件封装一一添加匹配，然后导入PCB进行PCB板的排版以及布线，由于自动排版及布线比较凌乱，故在此采用手动排版和布线。
绘制完成后，再将仿真元件库中元件添加到各原理图相应元件下的Simulate，与引脚添加步骤类似，然后进行编译仿真，检测出错误，进行修改直到无错误为止，记下结果。
关键词：尾灯控制；Altium Designer；手动布线AbstactThis system is the car taillights control system based on four hex,the system consists of pulse generating module, turningmodule, module, parking brake module and abnormal state of alarm module. The main completed about steering prompt, tips,parking brake and abnormal state etc.. The rendering system diagram in the environment of new high-end version of the AltiumDesigner series software Protel under, and the schematic diagramof each component package one one add matching, and then import the PCB PCB board layout and wiring, the automatic layoutand wiring is messy, so in this manual layout and wiring. After the drawing, then the element simulation element base added to theprinciple diagram of the corresponding components under the Simulate, and pin add steps are similar, then compile the simulation, to detect errors, modified until no error, and record the result.Keywords: taillights control; Altium Designer; manual wiring1 设计任务1.1设计需求：设计构成一个控制汽车六个尾灯的电路，用六个指示灯模拟六个尾灯（汽车尾部左右每侧三个灯），并用两个拨动式（乒乓）开关作为转弯信号源；一个兵乓开关用于指示右转弯，一个乒乓开关用于指示左转弯，如果两个乒乓开关都被接通，说明驾驶员是一个外行，紧急闪烁器起作用。
暗亮(a)逻辑电平指示控制电路时钟产生逻辑开关(b)(a)尾灯闪烁器(b)尾灯控制电路方框图图1 汽车转弯示意图1.2设计具体要求：1.用Altium Designer 10绘出汽车尾灯显示控制电路的原理图。
2.采用Altium Designer 10自带的仿真功能对原理图进行全面的仿真。
3.生成相应的PCB 双面板。
2 设计方案2.1方案一：采用8位的MCU设计2.1.1原理框图图2 MCU原理框图2.1.2方案的优缺点优点：此方案采用8位的MCU,设计思路简明清晰。
通过原理框图我们很容易的就可以看出电路的工作原理、电路要实现的基本功能。
电路分为三大部分：外部按键(即设计需求中的模拟开关)，MCU控制部分，输出显示部分（汽车尾灯）。
本方案的主要部分是中间的MCU部分，是实现系统全部功能的关键所在。
由于MCU的高集成性，使得整个系统的稳定性、可靠性、实用性有了很大程度的提升。
随着科技的发展，采用MCU/MPU的设计是必然的，此方案很好的与未来接轨。
此外MCU的价格相当便宜，在制作成本上有很大的优势。
缺点：Altium Designer 10里的仿真元器件模型不是很丰富，仿真难度大。
2.2 方案二：采用分立的数字芯片搭建2.2.1原理框图图3 分立数字芯片原理框图2.2.2方案的优缺点优点：此方案中电路的各部分的原理和功能更清晰，可以很好的帮助我们去理解底层硬件是如何工作的。
设计思路清晰，总体电路的搭建可以结合组合逻辑和时序逻辑电路的设计思想，先分立实现各单一功能，在综合在一起。
易于设计，鉴于最近我们刚学完数字电子技术，对于基本触发器、计数器、译码器以及各种门电路都有很深入的理解和学习，易于用所学过的器件搭建初我们所需电路。
同时Altium Designer 10自带的库文件里都包含常见数字芯片的仿真模型，易于仿真。
缺点：电路过于复杂，无论是做仿真还是实物，繁琐的连线是个头疼的问题，一不小心连错电路，不便于检查。
造价过高，由于是基于分立的元器件，价格远远高于用MCU搭建。
2.3最终方案采用方案二：用分立的数字芯片搭建。
3原理图绘制与电路原理分析3.1时钟发生电路（f=1Hz）图4 时钟发生电路时钟发生电路采用555定时构成。
555定时器构成的多谐振荡器可以用作多种时钟脉冲发生器。
本电路采用电源电压作为基准电压，5脚通过100p的滤波电容接地。
由555定时器构成的多谐振荡器如图4所示，R0，R1和C1是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚）和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R0，R1的连接处。
因此有555构成多谐振荡器的计算公式得：TPH对应的放电时间：TPH=0.7（R1+R2）C1TPL对应的放电时间: TPL=0.7R1C1振荡周期：T=TPL+TPH振荡频率：f=1 / T经过设计与思考，当频率为1HZ时，得出个器件的参数如图4所示。
3.2 转弯信号状态计数电路图5 转弯信号状态计数电路本部分采用2-5-10计数器74ls90和三八译码器74ls138构成。
汽车转弯时灯只有四个状态，设计任务就是用74ls90设计一个四进制的计数器.设计思路：在十进制计数的基础上构造四进制计数。
74LS90功能：直接置0（R0（1）·R0（2）=1）直接置9（R9（1）·R9（2）=1）二进制计数（CP1输入Q0输出）五进制计数（CP2输入Q3Q2Q1输出）十进制计数（CP1输入，Q0接CP2,QOQ1Q2Q3输出）逻辑电路的状态转换图： 01000011000000010010Q3Q2Q1Q0临时态临界状态图6四进制计数状态图采用置零法构成四进制计数器。
将74ls90出的Q2端反馈到R0(1)R0(2)两置零端。
此外在设计时要将R9(0)R9(1)接地。
将Q0Q1Q2依次接74ls138的地址输入端。
3.3左右弯控制电路图7 左右转弯控制电路电路原理：设两开关初始默认值为低电平（即当SW11和SW2接地时表示没有转弯信号），转弯时均为高电平。
将控制左转弯的74ls138的E3与SW2（控制右转开关）相连，将控制右转弯的74ls138的E3与SW11（控制左转开关）相连。
电路工作的真值表如下图：上述真值表的最后一项是不允许的，故需设计一报警电路，具体设计如下图。
SW2SW11 E3（左） E3（右） CP(左) CP(右) 00 0 0 cp cp 10 1 0 cp 0 01 0 1 0 cp 11 1 1 0 0图8 错误操作报警电路电路原理简述：当E3（左）E3（右）不同时为1时，输出为高电平，不影响原电路的正常工作。
E3（左）E3（右）同时为1时此时两个74ls138均被封死（输出为高），灯的亮灭就有时钟CP控制。
3.4 刹车控制电路的设计图9 刹车电路有需求分析得，报警电路的优先级要高于此刹车电路，故有如下真值表：刹车电路真值表E3（左）E3（右）C(制动使能) BREAK_LEFT BREAK_RIG HT0 0 0 1 10 1 0 1 11 0 0 1 11 1 0 1 10 0 1 1 10 1 1 0 11 0 1 1 01 1 1 1 1有真值表得其逻辑表达式：BREAK_LEFT=C+E3(右)BREAK_RIGHT=C+E3(左)3.5停车控制电路设计图10 停车电路由设计需求可知，停车电路的优先级最高，所以在设计本部分电路时，我采用了两头同时下手的方案。