信息职业技术学院毕业设计说明书(论文)设计(论文)题目:汽车尾灯控制电路设计专业: 应用电子技术班级: 应电08-2班学号:姓名:指导教师:二0一0 年七月十日摘要随着计算机科学与技术突飞猛进地发展，用数字电路进行信号处理的优势也更加突出。

为了充分发挥和利用数字电路在信号处理上的强大功能，我们可以先将模拟信号按比例转换成数字信号，然后送到数字电路进行处理，最后再将处理结果根据需要转换为相应的模拟信号输出。

自20世纪70年代开始，这种用数字电路处理模拟信号的所谓“数字化”浪潮已经席卷了电子技术几乎所有的应用领域。

当今，数字电子技术的普及，尤其是微型计算机的迅速发展和广泛应用，使数字电子技术进入一个新的阶段。

数字电子技术不仅广泛应用于现代数字通信、雷达、自动控制、遥测、遥控、数字计算机、数字测量仪表等各个领域，而且进入了千家万户的日常生活。

对数字电子技术的学习使学生获得此方面的基本理论、基本知识和基本技能，培养学生在数字电子技术方面的分析与动手能力。

为深入学习后续课程和从事有关电子技术方面的实际工作打下牢固的基础。

主要的内容包括：研究数字电路的数学工具－逻辑代数；组成数字电路的单元电路－门电路和触发器；处理两种逻辑的电路－组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析和设计方法，及常用的中规模集成电路功能；大规模集成电路，包括半导体存储器和可编程逻辑器件；数模和模数转换；时钟脉冲的产生和整形。

数字电子技术已经广泛应用于实际生活中，在日常生活中已屡见不鲜，数字钟、数字电视、广告牌这些都是数字电子技术的应用。

因此，对于我们学习电子应用类的学生来说，对数字电子技术应该具备一定的能力，能够对一些电路进行分析与设计。

关键词译码器；计数器；定时器；发光管显示目录第1章综述 (4)第2章汽车尾灯控制电路框图设计 (5)第3章单元电路设计 (6)3.1 开关控制译码电路设计 (6)3.2 脉冲产生电路设计 (7)3.3 计数电路设计 (9)3.4 驱动显示电路设计 (12)第4章整机电路设计 (14)第5章仿真电路 (17)结论 (22)参考文献 (24)附录1 整机电路图 (25)附录2 元件明细表 (26)第1章综述作为信号灯出现的示宽灯、转向灯、制动灯、状态灯等LED尾灯在国际汽车的产品配置中已经得到比较快的发展，日本丰田、本田、韩国现代、美国通用、德国大众、宝马等国际整车厂商都有多款汽车是配置LED组合尾灯的。

部分国内生产的汽车车型在原厂商国际市场上的相同车型是配置LED组合尾灯的，而在国内生产的时候把LED 组合尾灯取消了。

例如，东风日产的天籁在日本和台湾生产的汽车都配置了LED组合尾灯，而在国内生产的天籁则是由法雷奥车灯公司配套的普通尾灯。

汽车行驶时，照明灯具是不可缺少的。

汽车灯具主要的功能有两点:一是照明功能，即照亮道路，交通标志，行人，其他车辆等，以识别标志和障碍物;二是信号功能，即显示车辆的存在和传达车辆行驶状态的信号。

汽车照明和信号装置是汽车重要的安全部件。

在有关汽车的105项欧洲ECE法规中有36项是直接与汽车照明和信号灯有关的。

在各种汽车信号灯中，尾灯的作用尤为重要，与行车安全有着十分密切的关系。

随着当今社会的发展汽车的应用越来越多，以成为人们生活中必不可少的交通工具，所以其安全问题也受到极大的关注，其中汽车尾灯扮演了重要的角色，是汽车安全必不可少的重要环节。

它的存在极大的减少了交通事故的发生。

汽车尾灯的实际价值不可估量，而如何设计实现汽车尾灯的各种功能，则是汽车尾灯控制电路的设计目的，现在汽车尾灯的设计也是花样百出，不仅是外观上的多变，而且功能上也是有了很大的提高。

实现汽车尾灯控制电路的功能，可以采取很多不同的方案，可以运用单片机、模拟电子技术、数字电子技术、分离元件实现。

本次设计采用的是数字电子技术实现。

第2章汽车尾灯控制电路框图设计本设计要求汽车行驶在四种不同状态(即正常行驶、左转弯、右转弯、零时刹车)时，汽车尾灯能够有不同的闪烁方式，从而达到信号提示的目的。

要求以开关控制汽车尾灯亮灭，且各尾灯要以一定频率闪烁。

.根据设计要求列出本次的设计框图如图2-1所示。

图2-1 汽车尾灯控制电路整体框图通过三线-八线译码器（74HC138）对开关控制电路（K1、K2、K3）给出的信号（即汽车运行的不同状态）译码，转向的控制用译码后的相应的高低电平控制对应十六进制计数器（74LS161）的使能端，控制其工作与否，然后由555定时器构成的多谐振荡器作为脉冲产生电路产生一定频率的脉冲信号作为计数器（74LS161）的触发信号，使计数器循环计数，从而由计数器的输出端根据需要通过与、或门后直接驱动相应转向的各尾灯循环点亮；刹车的控制由编码后的相应电平和脉冲信号通过与门后直接驱动所有车灯闪亮；汽车正常运行时各灯不接受控制信号即全灭。

即完全实现了本次设计的所有要求。

第３章单元电路设计3.1 开关控制译码电路设计开关控制电路作用是给译码电路提供输入信号,该电路的设计采用三个开关K1、K2、K3的断开与闭合进行译码输入信号的控制。

通过三个开关的闭合与否，形成不同的电平组合送至74HC138译码器。

74HC138译码器示意图如图3-1所示，功能表为表3-1所示。

图3-1 74HC138译码器示意图表3-1 74HC138功能表1S23入代码A3、A2、A1的取值无关。

当S1=1且S2+S3=0时，译码器才进行译码，译码器输出低电平有效。

译码器输出由输入代码A3、A2、A1决定，对于任一组输入二进制代码，输出中只有一个与该代码相对应的输出为0，其余输出均为1。

开关控制译码电路如图3-2所示。

图3-2 开关控制译码电路K1、K2、K3一端分别连接直流电源Vcc，另一端分别连接74HC138译码器的三个输入端。

K1、K2、K3分别闭合表示汽车左转、右转、零时刹车三种状态。

当开关闭合时Vcc电源端即给74HC138译码器输入端高电平，可以作为译码器的输入信号。

当输入端有不同的电平组合时，译码器的输出端输出不同组合的高低电平。

译码电路用来实现开关控制电路信号的译码，将原始的汽车运行信号转变为独立的高低电平信号，译码器采用了74HC138三线八线译码器，此译码器有三个使能控制端S1，S2，S3要使译码器正常工作应使S1 =1，S2 =S3 =0，A1，A2，A3 为译码器的三个输入端接受开关控制电路给出的信号，Y0~Y7为译码器的8个输出端，输出高、低电平用来对计数器和驱动电路控制。

3.2 脉冲产生电路设计脉冲电路是由555定时器构成的典型多谐振荡器，此处脉冲产生器主要用来提供计数器的计数脉冲和为刹车时闪烁提供脉冲。

555定时器的1~8端口分别为1-接地端，2-触发端，3-脉冲输出端，4-异步置0端，5-输入控制端，6-阈值电压输入端，7-放电输出端，8-电源输入端。

用555定时器构成的脉冲电路如图3-3所示。

图3-3 555 定时器构成的脉冲发生电路图中电容C1、C2，电阻R1和R2作为振荡器的定时元件，决定着输出矩形波正、负脉冲的宽度。

定时器的触发输入端（2脚）和阀值输入端（6脚）与电容相连；集电极开路输出端（7脚）接R1、R2相连处，用以控制电容的充、放电；外界控制输入端（5脚）通过0.01uF电容接地。

多谐振荡器的工作波形如图3-4所示。

图3-4 多谐振荡器工作波形电路接通电源的瞬间，由于电容来不及充电，Vc=0V，所以555定时器状态为1，输出Vo为高电平。

同时，集电极输出端（7脚）对地断开，电源Vcc对电容C充电，电路进入暂稳态I，此后，电路周而复始地产生周期性的输出脉冲。

多谐振荡器两个暂稳态的维持时间取决于RC充、放电回路的参数。

暂稳态Ⅰ的维持时间，即输出V o的正向脉冲宽度T 1≈0.7(R 1+R 2)C ；暂稳态Ⅱ的维持时间，即输出Vo 的负向脉冲宽度T 2≈0.7R 2C 。

为了得到一定的触发频率需要选取合适的R 1，R 2和C 1。

C 1 取10F μ，设计要得到0.125s 的震荡周期，输出占空比为53=q 则 根据 53221211=++==R R R R T T q 得 T 2 =0.4T=0.05s=R 2⨯C 1ln2R 172501069.005.05≈⨯=-Ω由 T 1 =0.075s=（R 1+R 2）C 1ln2得 R 2=362072501069.0075.05≈-⨯-Ω所以R 1=7250Ω,R 2 =3620k Ω即可基本满足要求得到0.125s 的震荡周期，输出占空比为53=q 。

由多谐振荡器输出的脉冲，送至74LS161计数器作为计数脉冲。

3.3 计数电路设计本设计中计数电路采用十六进制加法计数器74LS161，此部分主要用于在译码器发出转向信号后通计数器的循环输出信号对尾灯进行左或右循环点亮控制。

74LS161芯片的结构示意图如图3-5所示。

功能表为表3-2所示。

图3-5 74LS161结构示意图74LS161的功能端主要有CLK-计数脉冲端，EP,ET-工作状态控制端，L D -异步置0端，L D-预置数控制端，D1~D3预置数输入端，Q0~Q3信号输出端，C为进位输出端。

表3-2 十位计数器74LS161的功能表由表可知，74LS161具有以下功能：(1)异步清零。

当R D=0,不管其它输入端的状态如何，不论有无时钟脉冲CP,计数器输出将被直接置零(Q3、Q2、Q1、Q0=0000)，称为异步置零。

(2)同步并行预置数。

当R D=1、L D=0时，在输入脉冲CP上升沿的作用下，并行输入端的数据将被置入计数器的输出端。

由于这个操作要与CP上升沿同步，所以称为同步预置数。

(3)保持。

当R D=L D=1，且EP.ET=0，则计数器保持原状态不变。

这时，如EP=0、ET=1，则进位信号C(C= Q3Q2Q1Q0ET)保持不变；如ET=0，则不管EP状态如何，进位信号C=0。

(4)计数。

当R D=L D=EP=ET=1时，在CP端输入计数脉冲作用下，计数器进行二进制加法计数。

表3-3 74LS161的状态转换表计数顺序电路状态等效十进制数进位输出CQ3Q2Q1Q0 1 2 3 4 5 6 7 8 9101112131415 0 0 0 00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10 1 1 00 1 1 11 0 0 01 0 0 11 0 1 01 0 1 11 1 0 01 1 0 11 1 1 01 1 1 11234567891011121314151利用74LS161芯片设计的计数电路如图3-6所示。

图3-6 由74LS161构成的计数电路74HC138译码器输出信号通过TTL反相器再经过与门的输出信号即作为计数器的计数信号，当输出为高电平时计数器开始计数，由555定时器提供时钟脉冲。