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1、毕业设计论文汽车尾灯控制器设计实习报告 计算机与信息工程系?模拟电子技术?课程设计报告专业 计算机科学与技术 班级 二班 学号 B11111111 姓名 陈强军 报告完成日期 72021年01月06日 指导教师 秦 评语成绩批阅教师签名 批阅时间汽车尾灯控制器设计摘 要随着经济的开展汽车越来越被人们所需要而由此也引发了一系列问题比方因为汽车突然转向所引发的车祸经常出现如果汽车转弯可以通过尾灯的状态变化来确定就可以提示司机行人朋友们车子正在转弯可以在很大程度上防止车祸的发生本次实习设计一个汽车尾灯控制电路控制汽车尾部左右两侧各有的3个指示灯在汽车转弯时相应的灯亮给出指示并结合硬件描述语言ANSI
2、或DIN和开发工具Multisim对控制电路进行编译逻辑综合波形仿真和编程下载等设计通过逻辑设计这些实际操作在进一步强化电路设计能力的同时也进一步地掌握Multisim软件的开发流程和使用方法等关键词汽车尾灯控制ANSIMultisim编译仿真Automobile Tail Light Controller DesignABSTRACTThis internship a car tail lights control circuit design control of automobile tail about some 3 lights on both sides in the car wh
3、en they turn the lights the instructions are given Combined with hardware description language ANSI or DIN and development tools Multisim to compile the control circuit logic synthesis waveform simulation and programming downloads etc Through the logic design the practical operation in further stren
4、gthen the ability of circuit design and further to Multisim software development process and method of use etcKeywordscar tail lights control circuit designANSIMultisimcompilesimulation目录前 言1第一章 任务分析211 课题选择212 设计条件213 设目计的2第二章 功能描述321 汽车尾灯显示状态与汽车运行状况的关系322 汽车尾灯控制器描述3第三章 电路设计531 模式控制电路533 译码与显示驱动电路7
5、第四章 仿真模拟941 模式控制电路的仿真与测试942 三进制计数器的仿真与测试1543译码及尾灯状态限制驱动电路的仿真与测试1644 完整仿真电路的测试16结论21谢 辞22参考文献23附录24前 言本课题要求设计一个汽车尾灯的控制电路该电路是用于反映汽车在运行时的状态汽车尾部左右两侧各有3个指示灯当接通左转右转刹车和正常行驶时指示灯按照指定要求闪烁假设汽车尾灯左右两侧各有三个指示灯用发光二极管模拟要求是汽车正常远行时指示灯全灭右转弯时右侧3个指示灯按右循环顺序点亮左转弯时左侧三个指示灯按左循环顺序点亮临时刹车时所有指示灯同时闪烁经过以上所述的设计内容及要求的分析可以将电路分为以下几局部首先
6、通过脉冲信号发生器发出脉冲信号该脉冲信号用于提供应触发器和刹车时的输入信号两个触发器用于产生三进制的的循环信号此信号提供左转右转的原始信号两个开关及与非门非门异或门等元件构成整个电路的控制局部并产生控制信号输入译码器译码器主要对原始信号进行分拣处理并把处理过的信号输入驱动电路尾灯状态显示电路并共同达成实验目的任务分析11 课题选择本课题共有以下六项可选内容1多路抢答器实现4人抢答时每人的分数累加倒计时显示答题时间2调节电子表显示小时分钟和秒按键调节时间3运算器完成加减乘除运算和与或异或逻辑运算给出溢出标志4地址译码器用开发板设计一个IO地址译码电路5汽车尾灯控制器实现对汽车左右各3个尾灯的控制
7、6256个端口交通灯控制器实现对十字路口三种信号灯的控制并显示时间我通过对六项课题进行分析考虑到时间上有所限制以并综合仿真软件以及自身实力等多方因素最终选择汽车尾灯控制器的电路设计课题12 设计条件本次课题是基于对?数字逻辑?这门课程的学习了解掌握的前提下开展进行的主要任务是控制电路的设计设计条件为电脑一台Multisim 软件参考书及网络等13 设目计的设计一个汽车尾灯控制器实现对汽车尾灯显示状体的控制在汽车尾部左右两侧各有3个指示灯这里采用发光二极管模拟设计尾灯控制电路用Multisim 软件模拟出汽车运行状况下指示灯具有的4种不同的显示模式 汽车正常行驶时左右两侧的指示灯全部熄灭 当汽车
8、右转弯时右侧 3个指示灯按右循顺序点亮 当汽车左转弯时左侧 3个指示灯按左循顺序点亮 临时刹车时所有指示灯同时闪烁功能描述21 汽车尾灯显示状态与汽车运行状况的关系设置两个状态控制变量来区分汽车尾灯的四种不同的显示模式需设置2个状态控制变量假定用开关 K1K2进行显示模式控制可列出汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系如表 2-1所示表 2-1 汽车尾灯显示状态与汽车运行状况的关系控制变量K1 K2汽车运行状态左侧的三个指示灯DL1 DL2 DL3右侧的三个指示灯DR1 DR2 DR30 0正向行驶熄灭状态0 1右转弯行驶熄灭状态按DR1 DR2 DR3顺序点亮1 0左转弯行驶按DL1 DL2
9、DL3顺序点亮熄灭状态1 1临时刹车左右两侧的指示灯在时钟脉冲CP作用下同时闪烁22 汽车尾灯控制器描述在汽车左右转弯行驶时由于 1表示点亮0表示熄灭表 2-2 汽车尾灯控制器功能表控制变量K1 K2计数器状态Q1 Q2汽车尾灯DL1 DL2 DL3DR1 DR2 DR30 0d d0 0 00 0 00 10 00 11 00 0 00 0 00 0 01 0 00 1 00 0 11 00 00 11 00 0 10 1 01 0 00 0 00 0 00 0 01 1d dCP CP CPCP CP CP根据以上设计分析与表2-2功能描述可以得出汽车尾灯控制器的结构框图如图21所示图21
10、 汽车尾灯控制器的结构框图电路设计31 模式控制电路根据原理框图可知整体电路需要模式控制电路三进制计数器构成电路尾灯状态显示电路译码与显示电路等三大局部首先是模式控制电路设译码与显示驱动电路的使能控制信号为 E和 FE与译码器 74LS138的使能输入端 E1相连接F与显示驱动电路中与门的一个输入端相连接由总体逻辑功能可知E和 F与开关控制变量 K1K0以及时钟脉冲 CP之间的关系如表 3-1所示表3-1 使能控制信号与模式控制变量时钟脉冲的关系逻辑开关 K1 K0脉冲作用 CP使能信号 E F电路理论工作状态 0 0无 0 1译码器不工作输出均为高与门输出为高尾灯全部熄灭 0 1无 1 1译
11、码器在控制器作用下工作显示驱动取决于译码输出右尾灯循环点亮 1 0无 1 1译码器在控制器作用下工作显示驱动取决于译码输出左尾灯循环点亮 1 1 CP 0 CP译码器不工作输出均为高时钟信号经过与门使尾灯全部共同闪烁根据表 E K1K0 K1K0 K1?K0F K1K0 K1K0 K1K0 K1K0CP K1 K0 K1K0CP K1K0 CP K1K0CP根据 G和 F的逻辑表达式可画出模式控制电路如图 31所示 图 31 模式控制电路三进制计数器的状态表入表3-2所示三进制计数器可用触发器级联构成采用CP下降沿触发的JK触发器当CP由1跳变为0时触发器的输出依据J和K的状态而定表3-3为J
12、-K触发器的状态表现态Q1 Q2次态0 00 11 01 10 11 00 0d d表3-2 三进制计数器的状态表JK说明0011010101输出状态不变同J端状态同J端状态输出状态翻转表3-3 J-K触发器的状态表 三进制计数器可用触发器级联构成同时也可由集成计数器改造考虑到直接用计数器改比用触发器构成计数器的电路结构简单而且Multisim软件中常以十六进制计数器74F112N实现J-K触发器的功能因此设计中我们选用计数器74F112N来改成三进制计数器由以上 011000的循环其电路结构如图 32所示图 32 三进制计数器电路图33 译码与显示驱动电路汽车尾灯电路如图33所示其显示驱动电
13、路由6个发光二极管和6个反相器构成译码电路由38译码器74LS138和6个与非门构成74LS138的三个输入端A2A1A0分别接S1Q1Q0而Q1Q0是三进制计数器的输出端当S11S20时使能信号AG1计数器的状态为000110时74LS138对应的输出端依次为0有效信号为1无效即反相器G1G3的输出也依次为0故指示灯D3D2D1按顺序点亮示意汽车左转弯假设上述条件不变而S10S21时那么74LS138对应的输出端依次为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右转弯当G0A1时74LS138的输出端全为1G1G6的输出端也全为1指示灯全灭当G0A CP时指示
14、灯随CP的频率闪烁图33 译码及尾灯状态显示驱动电路仿真模拟41 模式控制电路的仿真与测试确保各个模块能够准确实现各自功能是整体电路能完整准确实现预期功能的前提和保障完整的仿真模拟包括两大局部电路仿真模拟和对仿真电路的功能测试为保证对整个电路仿真模拟的顺利进行首先需要分模块进行仿真模拟并完成功能测试然后依次进行各个模块的仿真模拟与测试用Multisim软件根据图31对模式控制电路进行仿真模拟如图41所示图41 模式控制电路的仿真图按图42分别对模式控制电路模拟汽车运行的正常行驶左转弯右转弯和刹车四个状态进行测试如图43图44com测试结果说明模式控制仿真电路能实现四个状态的不同功能图43a模式
15、控制电路正常行驶状态测试图 图43b模式控制电路正常行驶状态测试波形图图44a模式控制电路左转弯状态测试图图44b模式控制电路左转弯状态测试波形图图45a模式控制电路右转弯状态测试图图45a模式控制电路右转弯状态测试图图46a模式控制电路刹车状态测试图图46b模式控制电路刹车状态测试波形图42 三进制计数器的仿真与测试用Multisim软件根据图32对三进制计数器电路进行仿真模拟如图47所示图47 三进制计数器的仿真电路图按图47对三进制计数器仿真电路进行测试如图48所示图48 三进制计数器的仿真电路测试图43译码及尾灯状态限制驱动电路的仿真与测试用Multisim软件根据图33对译码及尾灯状
16、态显示驱动电路进行仿真模拟如图49所示 a b 图49 译码及尾灯状态显示驱动电路仿真图上图中包括两个局部a译码及驱动电路b尾灯状体显示电路对译码及尾灯状态显示驱动仿真电路的测试结果见4444 完整仿真电路的测试在完成各个局部电路设计仿真测试后可得到汽车尾灯控制器的完整逻辑电路如图410所示图410 汽车尾灯控制器的完整逻辑电路对汽车尾灯控制器的完整逻辑电路的测试前先进行译码与驱动仿真电路的测试com图411 完整逻辑电路测试图 a 左侧 b 右侧图412 正常行驶时译码与驱动电路测试波形a左侧 b 右侧图413 刹车时译码与驱动电路测试波形 a左转 b右转 图413 转弯时译码与驱动电路测试
17、波形接下来进行对汽车尾灯控制器的完整逻辑电路的测试需要模拟出汽车运行的四个状态并逐一进行测试根据设计目的正常行驶时汽车尾灯全部是熄灭状态如图414所示图414 正常行驶时尾灯显示状态刹车时汽车尾灯全部闪烁如图415图415 刹车时时尾灯显示状态左转时汽车左侧尾灯组个闪烁如图416所示图416 左转时尾灯显示状态右转时汽车右侧尾灯组个闪烁如图417所示图417 右转时尾灯显示状态 结论经过课题选择任务分析及方案设计仿真模拟和功能测试等努力最终用Multisim软件仿真模拟出汽车尾灯控制电路并能实现汽车正常运行下所必须的根本功能即正常行驶时汽车尾灯全部处于熄灭状态左转弯时汽车左侧尾灯逐个闪烁右转弯
18、时汽车右侧尾灯逐个闪烁刹车时汽车尾灯全部闪烁任何事情都很难一帆风顺当然本次课程设计也不可防止的遇到了很多难题比方设计三进制计数器时就遇到了两大难题如何实现输出循环信号和J-K触发器在Multisim软件中的选择还有在实现转向时转逐个闪烁刹车时共同闪烁功能是也遇到了难题但通过查阅资料同学讨论请教老师等方法及时解决了问题在此过程中学到的不仅是专业知识更是理论知识的实践运用最重要的是培养提升了主动发现问题解决问题的能力但同时本次课题研究仍然存在缺乏之处以及尚未解决的问题首先课题研究之初不应该只把他当做一次学习生涯中的任务任何研究都不应该脱离实践所有科研的最大意义都是在实践在生活中表达的本次课题研究应
19、当本着原件集成化通用化成品化的原那么设计方案以满足大规模生产的要求以便在日后产品的更新维护能够更好的方便的进行同时也要尽量减少设计过程中竞争冒险现象出先的概率使产品在使用过程中能够稳定的运行到达良好的无故障率另外本次课题研究的成果并不是最好的由于行车时都是开关控制所以每一个开关都应该有一个消除机械振动的装置可以用根本SR触发器来实现所以在时间允许的情况下可以对这一缺乏进行改进从而使整个系统更加可靠谢 辞首先感谢学校院系给我们学生提供这么一个实践理论知识的时机本次课程设计只凭我一己之力并非不能完成但必然困难这里对给予我指导的指导老师秦玉洁任波和给予我帮助的刘同学王同学尤其是在遇到设计仿真以及测试
20、方面的困难时帮助我的朋友表示由衷感谢参考文献1欧阳兴星明于俊青数字逻辑第四版武汉华中科技大学出版社20212欧阳星明数字逻辑学习与解题指南武汉华中科技大学出版社20213赵明富李立军等EDA技术根底M北京北京大学出版社20074阎石电子技术根底第五版M 北京清华大学出版社20065康华光电子技术根底第五版北京高等教育出版社20066潘松黄继业EDA技术与VHDL北京清华大学出版社2006附录 附录一 仿真元器件清单译码器74LS138N 1 电阻200 8与非门74ALS37AM 6与非门74AS10M 1异或门74ALS86N 1非门 NOT 7J-K触发器74F112N 2开关 2LED灯
21、 6红绿黄各两个示波器XSC 2测试用附录二 汽车尾灯控制电路仿真图终极版学院 计算机与信息工程系二班陈强军B11050226 2021年01月06日 摘要学院毕业设计论文XXVI前言第1章 标题 附录洛阳理工学院毕业设计论文XXVXXV译码与显示驱动电路K2模式控制电路显示驱动电路译码电路尾灯状态显示三进制计数器K1GF5V1 1CP32 三进制计数器 21J1K 1Q 12J2K 2Q 274F112N11CP QA QB74F112NGK1CP三进制计数器111111Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 74LS138 G1 A2 A1 A0 S3 S2 S1三进制计数器2006D1D6G1G674LS04G7G1274LS00AG1251346789101112CP5VCP