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1、摘 要随着集成电路和计算机技术的飞速发展，EDA技术应运而生，它是一种高级、快速、有效的电子设计自动化技术。EDA讲大量的电路功能集成到一个芯片中，并且由用户自行设计逻辑功能，提高了系统的集成度和可靠行。运用EDA技术可以方便、快捷的设计电路系统。本课程设计基于EDA系统，综合运用数字电路的知识，完成了汽车尾灯控制器电路的设计，它由始终分频模块、汽车尾灯主控模块、左灯控制模块和右灯控制模块四大部分组成。采用VHDL硬件描述语言描述汽车尾灯电路，完成对电路的功能仿真。在设计过程中，重点探讨了汽车尾灯电路的设计思路和功能模块划分，通过分析仿真波形表明设计的汽车尾灯电路完成了预期的功能。通过mult
2、ism完成对电路的仿真，然后倒入PCB中，利用protel99绘制出PCB板。关键字：EDA 汽车尾灯控制 PCB 第1章 设计内容及要求1.1 设计内容设计一个汽车尾灯控制器，利用EDA软件进行编译和仿真，然后将其倒入PCB中利用protel99画出PCB板。1.2 设计要求假设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二级管模拟）有四种显示模式如下：l 汽车正常运行时指示灯全亮；l 左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮，每灯只隔0.5秒；l 右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮，每灯只隔0.5秒；l 临时刹车时左右两侧所有指示灯同时闪烁。1.3 详细设计系统的输入信号包括：系统时钟信号
3、CLK。系统的输出信号包括：汽车左侧3盏指示灯LLED1，LLED2， LLED3和汽车右侧3盏指示灯RLED1 ，RLED2，RLED3。当汽车正常行驶时所有的指示灯都不亮，当汽车左转时，汽车左边的指示灯循环点亮；当汽车右转弯时，汽车右边的指示灯循环点亮；当汽车刹车或检测时所有的指示灯全亮。第2章 设计思路方框图2.1总的结构框图：显示、驱动电路译码电路三进制计数器开关控制电路尾灯电路汽车尾灯控制电路原理框图 图2-1 2.2设计思路：在开关控制电路输出和三进制计数器状态的作用下，提供6个尾灯控制信号，当译码驱动电路输出的控制信号为低电平是相应指示灯点亮。因此，译码与显示驱动电路可用74LS
4、138、6个与非门和6个反相器构成。途中，译码器74LS138的输入端C、B、A分别接C、Q1、Q0.当图中G1=F=1、C=0时，对于计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯D3、D2、D1对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯D3、D2、D1依次顺序点亮，示意汽车左转弯；当图中G1=F=1、C=1时，对与计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯D4、D5、D6对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯D4、D5、D6依次顺序点亮，示意汽车右转弯；当图中G1=0，F=1时，译码器输出全为1，使得所有指示灯对应的反相器输出全部为高
5、电平，指示灯全部熄灭；当图中G1=0，F=cp时，所有指示灯随cp的频率闪烁。实现了4种不同模式下的尾灯状态显示。第3章 单元电路图及原理说明3.1三进制计数电路三进制计数器电路可由十进制计数器74LS160构成，如下图所示三进制计数器电路图3-1三进制计数器的状态表如下表所示现态次态Q1Q0Q1Q0000101101000三进制计数器的状态表 图3-23.2译码及显示驱动电路译码及显示驱动电路 图3-3左转弯电路实现： 74160QD QC QB QA左灯L3 L2 L10 0 0 00 0 00 0 0 10 0 10 0 1 00 1 1 0 0 1 11 1 1左转弯电路 图3-4L3
6、=AB;L2=AB+AB=B;L1=AB+AB+AB;右转弯电路实现： 74160QD QC QB QA右灯R3 R2 R10 0 0 00 0 00 0 0 10 0 10 0 1 00 1 1 0 0 1 11 1 1右转弯电路 图3-5R3=AB;R2=AB+AB=B;R1=AB+AB+AB;3.3信号源电路隔0.5秒亮，那么频率就是1/0.5=2HZ，所以采用2HZ的信号源：信号源电路 图3-6第4章 整机电路图及原理说明4.1总电路设计（1）当汽车正常运行时，S1=S0=0,使G=0,A=1，74LS138的输出端全为1，G6G1的输出端也全为1，指示灯全灭灯。（2）当汽车左拐时，S
7、1=1,S0=0时，使得A=G=1, 74LS138对应的输出端4Y、5Y、6Y依次为0有效，即反相器G4G6的输出端依次为0，故指示灯D4D5D6按顺序点亮，示意汽车左转弯。（3）当汽车右拐时，S1=0,S0=1时，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0Y,1Y,2Y依次为0有效(4Y,5Y,6Y信号为“1”无效)，即反相器G1G3的输出端也依次为0，故指示灯D1D2D3按顺序点亮示意汽车右转弯。（4）当汽车刹车时，S1=S0=1时，G=0，A=CP，指示灯随CP的频率闪烁。 74LS138输入 输出B A汽车运行状况左灯L1 L2 L3右灯R1
8、R2 R30 0 Y0 正常行驶0 0 00 0 00 1 Y1左转弯按L1L2L3顺序循环点亮0 0 01 0 Y2右转弯0 0 0按R1R2R3顺序循环点亮1 1 Y3临时刹车或检测1 1 11 1 1汽车尾灯运行状态图汽车尾灯运行状态 图4-14.2 汽车尾灯控制器的工作原理 汽车尾灯控制器就是一个状态机的实例。当汽车正常行驶时所有指示灯都不亮；当汽车向右转弯时，汽车右侧的指示灯循环亮；当汽车向左侧转弯时，汽车左侧的指示灯循环亮；当汽车刹车时，汽车右侧的指示灯和汽车左侧的指示灯同时亮；当汽车在夜间行驶时，汽车右侧的指示灯和汽车左侧的指示灯同时一直亮。通过设置系统的输入信号：系统时钟信号c
9、lk，汽车左转弯控制信号left，汽车右转弯控制信号right，刹车信号brake，夜间行驶信号night和系统的输出信号：汽车左侧3盏指示灯LLED1，LLED2， LLED3和汽车右侧3盏指示灯RLED1 ，RLED2，RLED3实现以上功能。总电路图 图4-2第5章 电路测试与仿真5.1左转弯电路显示图：LLED1 LLED2 LLED3三个灯循环点亮，开关J1闭合、J2断开。左转弯电路显示图 图5-15.2右转弯电路显示图：RLED1 RLED2 RLED3三个灯循环点亮，开关J2闭合、J1断开。左转弯电路显示图 图5-25.3刹车和检测电路显示图：LLED1 LLED2 LLED3
10、RLED1 RLED2 RLED3六个灯全点亮，开关J2断开、J1断开。刹车和检测电路显示图 图5-35.4正常行驶电路显示图：LLED1 LLED2 LLED3 RLED1 RLED2 RLED3六个灯全不点亮，开关J2闭合、J1闭合。正常行驶电路显示图 图5-4第6章 绘制出的PCB板图6.1 顶层结果图：6.2 底层结果图：第7章 实训总结通过本次课程设计，我们对EDA技术有了更深的了解，初步学会了采用自顶向下的系统设计方法设计系统，并且将MULTISM中仿真好的电路图导入到PCB中，然后利用PROTEL99绘制出PCB板图。使我们进一步熟悉了PROTEL99这款软件的使用，深刻体会到了
11、用软件实现硬件设计的便捷与优越。本次课程设计不仅培养了我们的实际操作能力，也培养了我们灵活运用课本知识，理论联系实际，分析问题和解决问题的能力。它不仅仅是一个学习新知识新方法的好机会，同时也是对我们所学知识的一次综合的检验和复习，使我们明白了自己的缺陷所在，从而查漏补缺。在课程设计中，能与同学相互交流，分工合作，不仅降低了设计的难度，缩短了设计周期，更进一步培养了我们的团队合作精神。在此次设计过程中，不仅要求我们掌握扎实的理论知识，分析问题能从根本原理出发，联系实际解决问题，还要求我们有耐心，毅力及细心。稍有不慎，一个小小的错误就会导致结果的不正确，而对错误的检查更要求我们要有足够的耐力，反复
12、的调试，直到达到预期的运行结果。这次设计中我们也遇到了一些问题，但通过相关资料的查询，以及老师的指导和同学们的帮助下，都顺利得以解决。这些经历使我们得以基类了一定的经验，相信对以后的学习和工作也会有一定的帮助最后，感谢老师在本次实训中对我们的悉心指导和帮助。参考文献 阎石，数字电子技术基础，2000，第四版，高等教育出版社，北京 熊伟等，Multisim7电路设计及仿真应用，2005，清华大学出版社，北京 李良荣等，EDA技术与实验，2010，电子科技大学出版社，成都 邹彦、庄严等编.EDA技术与数字系统设计, 2008,电子工业出版社，北京 张庆双主编.实用电子电路200例,2005,机械工业出版社，北京附录：元器件列表：名称参数及数量发光二极管六支译码器74LS138一片计数器74LS160一片TTL反相器74LS04一片与非门74LS00十个异或门74LS86一个电阻200欧8个直流电源VCC-5V4个信号发生器方波（5V，2HZ）开关两个