电子技术课程设计

第一部分设计任务 1.1 设计要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 第二部分 设计方案 2.1 总体设计方案说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2.2 模块结构电路与方框图 第三部分电路设计与器件选择 3.1 功能模块一„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 3.1.1 整体电路 3.1.2器件说明 3.2元件清单„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 第四部分 安装调试与性能测量 4.1 时钟脉冲测试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 4.2 电路整体的测试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 4.2.1 正常行驶„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 4.2.2 左转 4.2.3右转 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 4.2.4 刹车„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 第五部分 课程设计总结 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 第六部分 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 -1- 第一部分 设计任务 1.1 设计要求 1、设计一个汽车尾灯控制电路,要求能根据汽车运行情况来控制汽车尾部 左右两侧各有3 个指示灯(用发光二极管模拟); 2、汽车正常运行时指示灯全灭; 3、汽车右转弯时,右侧3 个指示灯按右循环顺序点亮; 4、汽车左转弯时,左侧3 个指示灯按左循环顺序点亮; 在临时刹车时,所有指示灯同时闪烁。11qp.com_【官方首页】-11棋牌 第二部分 设计方案 2.1 总体设计方案说明 列出尾灯与汽车运行状态表如下: 开关控制 运行状态 左尾灯 右尾灯 临时刹车所有的尾灯随时钟CP 同时闪烁 要实现以上的状态需要五个模块,它们分别是:开关控制模块、三进制计数器模块、 译码电路模块、显示、驱动电路模块、秒脉冲发生器模块。 开关模块是由开关、反相器、异或门、与非门和 200 欧姆的电阻构成的它是来控制电 路的;三进制计数模块是由一个JK 触发器构成的它是用来控制发光二极管的点亮个数;译 码电路模块是由一个 译码器和与非门构成的它是用来吧给定的代码进行“翻译”,变成相应的状态。显示、驱动模块是由与非门、反相器、发光二级管、和 200 欧姆的电阻构 成的它是用来显示整个效果的;秒脉冲发生器模块是由 555 定时器、电容和电阻构成的它 是用来产生脉冲信号的。把它们连接在一起就构成了整个电路。 2.2 模块结构电路与方框图 尾灯电路 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序-2- 译码电路 三进制计数器 开关控制电路 显示、驱动电路 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,各指示灯与各给定 条件(s )的关系,即逻辑功能表如下表所示:开关控制 三进制计数器 六个指示灯 cpcp cp cp cp cp 三进制计数器电路 由74LS112 构成如下所示: 译码电路 3-8先译码器 74LS138 个与非门构成。11qp.com_【官方首页】-11棋牌74LS138的三个输入端 =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Y 依次为0有效(Y 按顺序点亮,示意汽车右转弯。若上述条件不变,而 74LS18对应的输出端 -3-的输出端为0,故指示灯按D 时,74LS138的输出端全为1,G 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。 74LS138 功能表 显示、与驱动电路其显示驱动电路由6 个法等等二极管和6 个反向器构成; -4- 开关控制电路 设74LS138 和显示驱动电路的使能信号分别为G 和A,根据总体逻辑功能表分析及组合得G、 与给定条件(S1、S0、CP)的真值表如下:开关控制 CP 使能信号 S1 S0 CP由上表且经过整理得逻辑表达式为 G=S1S0 A=S1S0+S1S0CP=S1S0S1S0CP 则得开关控制电路 时钟脉冲电路 由于N555 定时器内部的比较器灵敏度比较高,输出驱动电流比较大,功能灵活,而且 采用差分电路形式,它的振荡率受电源电压和温度的影响小,由 555 定时器构成的多谐振 荡器频率比较稳定,不易干扰;且此电路对秒脉冲的精度要求不是很高,所以选用有 555 构成的多谐振荡器做为脉冲电路。 时钟脉冲原理图如图2 所示 -5- 时钟脉冲电路第三部分 电路设计与器件选择 3.1 功能模块一 3.1.1 整体电路 3.1.2 器件说明 74LS138 74LS00 引脚图 引脚图 -6- U1 LM555CN GND VCC5V VCC 74LS0474LS112 引脚图 引脚图 74LS20 NE555P 引脚图 引脚图 3.2 元件清单 -7- 名称 型号 数量 555 定时器 NE555P 触发器74LS112 输入四与非门74LS00 输入二与非门74LS20 六反相器74LS04 译码器74LS138 电阻51K 电容100 uF 10uF 0.1uF 发光二级管红色 导线若干 第四部分 安装调试与性能测量 4.1、时钟脉冲的测试: 时钟脉冲测试如图9 时钟脉冲测试图时钟脉冲波形图如图10 -8- U1 LM555CN GND ExtTrig VCC5V VCC 图10时钟脉冲波形图 根据时钟波形图进行分析,可得此时钟信号的周期为0.9795us,频率约为1HZ。符合任务要 4.2电路整体性能测试 4.2.1 正常行驶 当S1、S2 都闭合时,车辆正常行驶,汽车尾灯都不亮。如图1 汽车正常行驶原理图4.2.2 左转 当S1 断开,S2 闭合时,车辆左转,汽车尾灯LED3,LED2,LED1 依次循化点亮,如 -9-如图2 汽车左转原理图 4.2.3 右转 当S1 闭合,S2 断开时,车俩右转,汽车尾灯LED4,LED5,LED6 依次点亮,如图3 如图3 汽车右转原理图 4.2.4 刹车 -10- 当S1、S2 同时断开时,汽车属于刹车状态,六个尾灯同时闪烁。如图4 如图4 汽车刹车原理图 第五部分 课程设计总结 本次设计方案重要有五个模块:开关控制模块、三进制计数器模块、译码电路模块、 显示、驱动电路模块、秒脉冲发生器模块。通过把这五个模块组合连接来实现汽车尾灯控 1、当汽车正常行驶时,S1、S2处于00 状态,指示灯全灭。仿真结果在实验仿真过程中已 显示。 2、当汽车右转,S1、S2 处于10 状态,LED4、5、6 循环点亮,仿真结果在实验仿真过程中 已显示。 3、当汽车左转时,S1、S2 处于01 状态,LED3、2、1 循环点亮,仿真结果在实验过程中已 显示。 4、当汽车刹车时,S1、S2 处于11 状态,6 个灯同时闪烁,仿真结果已显示。 经过这两周的实习,学到了很多东西,锻炼了自己的能力,熟悉了MULTISIM 这个软件。 作为信息时代的大学生,仅会操作鼠标是不够的,对原理的理解和电路的设计能力也非常 重要。11qp.com_【官方首页】-11棋牌之前所有的学习几乎都是理论性的,经过这次实习对很多器件的功能有了更深的了 解。11qp.com_【官方首页】-11棋牌虽然由于不熟悉软件在一开始遇到了很多问题,但经过自己耐心的反复琢磨,最终成 功仿真了汽车尾灯控制电路。 通过两周的学习,使我们对 multisim 有了初步的系统了解。这些知识在课堂上都学不 到,当看到自己的汽车尾灯电路在软件上成功仿真时,高兴不已。希望自己在以后可以从 事和数字电路有关的工作。 总的来说自己有如下收获:1、对MULTISIM有了初步的系统了解。11qp.com_【官方首页】-11棋牌我们了解到了汽 车尾灯的构造等。2、对自己的动手能力是个很大的锻炼。在实习中,提高了自己解决问题 的能力。虽然在实习中会遇到难题,但是从中我学到了很多,使自己的理解能力也有所提 -11- 高,我想在以后的理论学习中我就能够明白自己的学习方向,强化了专业知识,更好 握数字电路的这门课程。第六部分 参考文献 参考文献 阎石主编.数字电子技术. [M]北京:高等教育出版社,2006 屠启飞主编LED 用于汽车尾灯的展望 电子工业出版社 2001 张庆双主编使用电子电路200 机械工业出版社2005 数字电子技术实验教程西北工业大学出版社 2008

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通信/电子  --  电子设计
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