汽車尾燈控制電路的設計汽車尾燈控制電路是很常用的工作電路，在日常的生活中有著很廣泛的使用。汽車行駛時，會出現正常行駛、左轉彎、右轉彎、剎車四種情況，針對這四種情況可以設計出汽車尾燈的控制電路來表示這四種狀態。設計一個汽車尾燈控制電路，技術指標如下：假設汽車尾部左右兩側各有3個指示燈（用發光二極管模擬）；汽車正常運行時指示燈全滅；汽車左轉彎時，左側3個指示燈按左循環順序點亮；汽車右轉彎時，右側3個指示燈按右循環順序點亮；臨時剎車時所有指示燈同時閃爍。二．技術指標2.1初始條件

直流可調穩壓電源一臺、萬用表一塊、面包板一塊、元器件若干、剪刀、鑷子等必備工具2.2技術要求設計汽車尾部左右兩側各有3個指示燈（用發光二極管模擬）。要求實現（1）汽車正常運行時指示燈全滅；（2）右轉彎時右側3個指示燈按右循環順序點亮；（3）左轉彎時左側3個指示燈按左循環順序點亮；（4）臨時剎車時所有指示燈同時閃爍。三.方案論證在設計本電路時，一共考慮過兩種方案。這兩種方案在于產生001，010,100三種信號的方法不同。3.1方案一1汽車尾燈控制電路主要由D觸發器邏輯電路，左轉、右轉控制電路，剎車控制電路構成。首先將脈沖信號CLK提供給D觸發器邏輯電路。用三片D觸發器設計一個邏輯電路可以產生001、010、100的循環信號。將此信號作為左轉、右轉的原始信號。設置左轉控制開關和右轉控制開關。通過開關的控制將左轉、右轉的原始信號通過邏輯電路分別輸出到左、右的3個汽車尾燈上。這部分電路起到信號分揀的作用。設置剎車控制開關，將脈沖信號CLK提供給剎車控制電路。當開關置為剎車信號時，分揀之后的信號通過邏輯電路實現剎車時所有指示燈隨著時鐘信號CLK全部閃爍的功能。最終得到的信號即可輸出到發光二極管上，實現所需功能。方案一原理框圖如圖（1）所示。圖（1）方案一原理框圖3.2方案二汽車尾燈控制電路主要由開關控制電路，三進制計數器，譯碼電路，顯示、驅動電路構成。由于汽車左或右轉彎時，三個指示燈循環點亮，所以用三進制計數器控制譯碼器電路順序輸出低電平，從而控制尾燈按要求點亮。首先，設置兩個可控制的開關，可產生00、01、10、11四種狀態。2

開關置為00狀態時，表示汽車處于正常運行狀態。

開關置為01狀態時，表示汽車處于左轉彎的狀態。

開關置為10狀態時，表示汽車處于右轉彎的狀態。

開關置為11狀態時，表示汽車處于剎車的狀態。其次，設計電路實現所需達到功能。三進制計數器可用兩片JK觸發器構成。

譯碼電路可用3線—8線譯碼器74LS138和6個和非門構成。顯示、驅動電路由6個發光二極管和6個反向器構成。方案二原理框圖如圖2所示。開關控制電路開關控制電路顯示、驅動電路三進制計數器譯碼電路 圖（2）方案二的原理框圖3.3方案比較在方案模擬時發現，方案一的計數器存在競爭冒險，使得尾燈在閃爍時總會出現不自然的中間過程。方案二電路結構簡單，成本低，所以選用此方案。四．方案實施4.1總體框圖由于要區分汽車尾燈的4種不同的顯示模式，需設置2個狀態控制變量。假定用開關S1和S0進行顯示模式控制，可列出汽車尾燈顯示狀態和汽車運行狀態的關系，如表（1）所示。3表（1）汽車尾燈和汽車運行狀態開關控制汽車運行狀態左轉尾燈右轉尾燈S1S0L1LL4L5L600正常運行燈滅燈滅01左轉彎按L3L2L1順序循環點亮燈滅10右轉彎燈滅按L4L5L6順序循環點亮11臨時剎車所有尾燈隨時鐘CP同時閃爍由于汽車左右轉彎行駛時，三個指示燈被循環順序點亮，所以可用三進制計數器的狀態控制譯碼器電路順序輸出低電平，從而控制尾燈按要求點亮。設三進制計數器的狀態用Q1和Q0表示，可得出描述指示燈L1、L2、L3、L4、L5、L6和開關控制變量S1、S0，計數器的狀態Q1、Q0以及時鐘脈沖CP之間關系的功能表如表(2)所示（表中指示燈狀態“1”表示點亮，“0”表示熄滅,“x”代表“0”或“1”4表（2）汽車尾燈控制器功能表控制變量計數器狀態汽車尾燈K1K0Q1Q0L1

L2

L3R4

R5

R600xx000000010010100010101000000000001000101000000000010001000111xxcpcpcpcpcpcp故由表（1）和表（2）得出設計電路的總框圖，如圖（3）所示。尾燈狀態顯示尾燈狀態顯示驅動電路譯碼電路三進制計數器時鐘脈沖電路模式控制電路圖（3）4.2各單元電路a,時鐘脈沖電路555組成的多諧振蕩器能夠產生一定頻率的矩形脈沖，因此可以用作時鐘脈沖發生器。5a.1555的內部結構如圖（4）所示。其中三極管T起關鍵作用，A1為反相比較器，A2為同相比較器，比較器的基準電壓由電源電壓Vcc及內部電阻分壓決定。RS觸發器具有復位控制功能，可控制T的導通和截止，555定時器的電壓范圍較寬，在+3V～+18V范圍內均能正常工作。其輸出電壓的低電平VoL≈0，高電平VoL≈+Vcc，可和其它數字集成電路(CMOS.TTL等)兼容，而且輸出電流可達到100mA,能直接驅動繼電器。555的輸入阻抗極高，輸入電流僅為0.1uA,用作定時器時。定時時間長期穩定。555的靜態電流較小，一般在80uA左右。圖（4）a.2由于電容C的充放電回路時間常數不相等，所以使電路輸出的矩形脈沖的占空比隨頻率的變化而變化。如下圖（5）所示的為脈沖頻率可調的矩形脈沖發生器，改變電容C可獲得超長時間的低頻脈沖，調節電位器RP可得到任意頻率的脈沖（我們可以調節R3，R4來達到我們所需的頻率）。因為此電路的高電平的時間t1≈0.7（R1+R2）C此電路的低電平的時間t2≈0.7R2C電路的占空比為D=t1/(t1+t2)所以該電路的輸出脈沖的頻率為f0=1.43／（R1+2R2）C6圖（5）b,開關控制電路b.1開關控制電路如圖（6）所示：7圖（6）其中兩開關分別為S1，S0(從左到右)設74LS138和顯示驅動電路的使能端信號分別是G和A,根據總體邏輯功能表分析及組合得G，A和給定的條件（S1,S0,CP）的真值表。b.2開關控制電路的設計設譯碼器和顯示驅動電路的使能控制信號為G和A，G和譯碼器74LS138的使能輸入端G1相連接，A和顯示驅動電路中和非門的一個輸入端相連接。由總體邏輯功能可知，G和A和開關控制變量，S1、S0以及時鐘脈沖CP之間的關系如表(3)所示。8表(3)使能控制信號和開關控制變量、時鐘脈沖的關系開關控制時鐘脈沖使能控制信號電路工作狀態S1S0CPGA00x01

汽車正常行駛（此時譯碼器不工作，譯碼器輸出全部為高，顯示驅動電路中的和非門輸出均為低，反相器輸出均為高，尾燈全部熄滅）01x11汽車左轉彎行駛（此時譯碼器在計數器控制下工作，顯示驅動電路中的和非門輸出取決于譯碼器輸出，左側尾燈L3、L2、L1在譯碼器輸出作用下順序循環點亮）

10x11汽車右轉彎行駛（此時譯碼器在計數器控制下工作，顯示驅動電路中的和非門輸出取決于譯碼器輸出，右側尾燈L4、L5、L6在譯碼器輸出作用下順序循環點亮）11cp0cp汽車臨時剎車（此時譯碼器不工作，譯碼器輸出全部為高，時鐘脈沖cp通過顯示驅動電路中的和非門作用到反相器輸出端，使左右兩側的指示燈在時鐘脈沖cp作用下同時閃爍）根據G和A的邏輯表達式，可畫出開關控制電路。如圖(6)所示c,三進制計數器c.1三進制計數器可由兩片JK觸發器構成①JK觸發器的邏輯符號如圖（7）所示9圖（7）②其狀態轉換圖如圖(8)所示圖（8）（見上圖4.2.11所示）其特性方程見圖（8）所示（CP為下降沿觸發），主要功能為置0，置1，保持，翻轉。C.2三進制計數器集成電路如圖（9）所示。10圖（9）C.3三進制電路如圖（10）所示。圖（10）d，譯碼，顯示驅動電路譯碼和顯示驅動電路的功能是：在開關控制電路輸出和三進制計數器狀態的作用下，提供6個尾燈控制信號，當譯碼驅動電路輸出的控制信號為低電平時，相應指示燈點亮。11因此，譯碼和顯示驅動電路可用74LS138(其功能表如表(4)所示),6個和非門和6個非門構成。圖中，譯碼器74LS138的輸入端A2，A1，A0分別接S1、Q1、Q0。當圖中G=A=1、S1=0時，對于計數器狀態Q1Q0為00、01、10，譯碼器輸出依次為0，使得和指示燈L3、L2、L1依次為低電平，從而使指示燈L3、L2、L1依次順序點亮，示意汽車左轉彎；當圖中G=A=1、S1=1時，對于計數器狀態Q1Q0為00、01、10，譯碼器輸出依次為0，使得和指示燈L4、L5、L6依次輸出為低電平，從而使指示燈L4、L5、L6依次順序點亮，示意汽車右轉彎；當圖中G=0，A=1時，譯碼器輸出為全1，使所有指示燈輸出全部為高電平，指示燈全部熄滅；當圖中G=0，A=cp時，所有指示燈隨cp的頻率閃爍。實現了4種不同模式下的尾燈狀態顯示。表（4）為74LS138譯碼器的功能真值表。74LS138譯碼器接法如圖（11）所示。輸入輸出使能端G1G2(A,B)A2A1A0/Y0/Y1/Y2/Y3/Y4/Y5/Y6/Y7xHxxxHHHHHHHHLxxxxHHHHHHHHHLLLLLHHHHHHHHLLLHHLHHHHHHHLLHLHHLHHHHHHLLHHHHHLHHHHHLHLLHHHHLHHHHLHLHHHHHHLHHHLHHLHHHHHHLHHLHHHHHHHHHHL表（4）12圖（11）e，尾燈狀態顯示電路：尾燈狀態顯示電路可由6個發光二極管和6個電阻組成，圖（12）中，當6個輸出為低電平時，相應發光二極管被點亮。圖（12）13f,總電路圖由各單元電路可以得到總電路，如圖（13）所示。五．調試過程和結論由于本人提前出來實習，所以未能參和此項目的調試，只能深表遺憾了。六．心得體會雖然我由于提前出來實習，沒能參加畢業設計—汽車尾燈控制器的設計的全過程，但我一直在關注此項目的進展，也竭盡全力的提供一些力所能及的幫助和自己的見解，但我心里也清楚，自己真正參和這個項目的時間不多，所以在此我衷心的對那些一直在學校堅持做完這個項目的所有同學表示由衷的敬佩。在還未來上海實習之前，我記得自己上過三次彭芬老師的課，聽了一些她對我們的基本要求，說實話。剛開始時真的覺得這個項目對我們來說有一定的難度，知道這將會是對我們大學所學知識的全面總結，會有一定的挑戰性，不過經過我們大家的討論和集思廣益，漸漸的也有了一些思路和想法，本來準備和大家一起把這個項目完成的，但計劃趕不上變化，10月份我就來到了上海開始了自己的實習生涯，正式踏入了社會這個大熔爐，在這里，或許學到的知識會比學校多，但我相信，在做畢業設計的過程中學到的知識絕對是工作中學部到的，在這里，只能再一次對我未能參加此項目的全過程深表遺憾了。七，參考文獻[1].姚福安著.電子電路設計和實踐山東

山東科學技術出版社200214[2].康華光主編數字電子基礎北京高等教育出版社1999[3]李士雄、丁康源主編，《數字集成電子技術教程》[M]，北京，高等教育出版社，1993年.[4]蔡惟錚主編，《數字電子線路基礎》[M]，哈爾濱，哈爾濱工業大學出版社，1988年.[5]張建華主編，《數字電子技術》[M]，北京，機械工業出版社，1994年.[6]劉修文主編.實用電子電路設計制作.[M]北京：中國電力出版社，2005年[7]朱定華主編.電子電路測試和實驗.[M]北京：清華大學出版社，2004年[8]路勇主編.電子電路實驗及仿真.[M]北京：北京交通大學出版社，2004年[9]閻石主編.數字電子技術.[M]北京：高等教育出版社，2006年[10]謝自美主編．電子線路設計·實驗·測試．[M]武漢：華中科技大學出版社，2006年[6]華滿清主編．電子技術實驗和課程設計．[M]北京：機械工業出版社，2005年[11]黃杰主編。數字電子技術【M】。武漢：華中科技大學出版社2008年9月。[12]謝自美主編。電子線路設計·實驗·測試（第三版）。武漢：華中科技大學出版社。2009年7月。15圖（13）16元器件清單序號編號名稱型號數量1R1—R6電阻20062R7,R10—R11電阻3.3K33R8電阻4.9K14C1電解電容100uF15C2電容0.01uF16D1—D6發光二極管—67555——1874LS00——2974LS138——11074LS04——21174LS10——11274LS76——11374LS86——114S1，S2開關—215—面包板—117畢業設計課題：汽車尾燈控制電路的設計學校：武漢職業技術學院班級：電信08305班姓名：徐浩學號：08013742指導教師：彭芬組員合作者：鞏子輝，張園，柳教，江鵬，李立志，徐浩，魏韋，吳春雷，陶茂寶，楊坎坎，何家林，周濤，楊維愿.目錄概述P1技術指標2.1初始條件P12.2技術要求P1方案論證3.1方案一P13.2方案二