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1、引言汽车尾灯灯是汽车车的主要要部分，在在我们的的生活中中不可缺缺少，正正是有了了它才是是我们的的交通得得以正常常进行。现在社社会上出出现交通通事故的的比例很很高除了了自身原原因外，汽汽车尾灯灯也发挥挥着主要要的作用用，尾灯灯的指示示灯按正正常指定定闪烁将将会避免免很多事事故的发发生。汽车尾尾灯控制制电路是是数字电电路在交交通控制制电路中中的典型型应用，在日常生活中有着广泛的应用，本设计基本上模拟了汽车运行过程中的实际状况，一般有左右各三个灯，当人们看到灯不同形式的亮灭闪烁时，就会知道驾驶员的操作意图，即行驶、左转、右转及刹车。本设计将借助Protel 99se和NI Multisim10仿真。
2、1 设计计方案1.1 汽车尾尾灯电路路设计要要求汽车行驶驶时有正正常行驶驶、左转转、右转转和刹车车四种情情况，设设汽车尾尾部左右右两侧各各有3个个指示灯灯（用发发光二极极管模拟拟）。（1） 汽车正常常运行时时指示灯灯全灭（2） 汽车右转转弯时，右右侧3个个灯按右右循环顺顺序点亮亮（3） 汽车左转转弯时，左左侧3个个灯按左左循环顺顺序点亮亮（4） 汽车临时时刹车时时所有指指示灯同同时闪烁烁1.2 设计原原理及原原理框图图 汽车尾尾灯控制制电路主主要由开开关控制制电路，三进制制计数器器，译码码、显示示驱动电电路组成成。由于于汽车左左转或右右转时，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
3、顺序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。 首先先，设置置两个可可控的开开关，可可产生000、001、110、111四种种状态。 开关关置为000状态态时，汽汽车处于于正常行行驶状态态； 开关关置为001状态态时，汽汽车处于于右转弯弯的状态态； 开关关置为110状态态时，汽汽车处于于左转弯弯的状态态； 开关关置为111状态态时，汽汽车处于于刹车状状态。 三进进制计数数器可由由74LLS1663芯片片和744LS000构成成；译码码电路可可用译码码器744LS1138和和6个与与非门构构成；显显示、驱驱动电路路由6个个发光二二极管和和6个反反向器构构成。原理框图图如图所所示：脉冲发生电路三进制计数
4、器开关控制电路译码显示驱动电路图1.11原理框框图2单元电电路设计计2.1 时钟脉脉冲电路路555定定时器简简介：5555定定时器的的功能主主要由两两个比较较器决定定。两个个比较器器的输出出电压控控制RSS触发电电路和放放电管的的状态。在电源源与地之之间加上上电压，当当5脚悬悬空时，则则电压比比较器AA1的反反向输入入端的电电压为22/3VVcc,A2的的同相输输入端的的电压为为1/33Vccc,若触触发输入入端TRR的电压压小于11/3VVcc,则比较较器A22的输出出为1，可可使RSS触发置置1。，使使输出端端OUTT为1。如果阙阙值输入入端THH的电压压大于22/3VVcc，同时TR电压
5、大于1/3Vcc，则A1输出为1，A2输出为0，可将RS触发器置0，可使输出为0电平。下图为555定时器内部结构与引脚图：图2.11内部结结构结构构图 图图2.22引脚图图如图为由由5555定时器器构成的的多谐振振荡器。接通电电源后，电电容C被被充电，Vc上升，当Vc上升到2/3Vcc时，触发器被复位，此时Vo为低电平，电容C通过R2和T放电，使Vc下降。当Vc先讲到1/3Vcc时，触发器又被复位，Vo翻转为高电平。周期T为：T=（RR1+22R2）Clnn20.77(R11+2RR2)CC=0.7(228.66K+556.77K2)10nnF=00.9994uss这样，通通过电容容充放电电时
6、间，使使多谐振振荡器产产生时钟钟信号。图2.33 时钟钟脉冲电电路时钟脉冲冲波形如如下图所所示：图2.44脉冲波波形图2.2 开关控控制电路路开关控制制电路通通过控制制开关JJ1和JJ2的开开通于关关断，实实现汽车车正常行行驶、左左转弯、右转弯弯和刹车车四种状状态。 J11、J22置于000状态态时，汽汽车处于于正常行行驶状态态； J11、J22置于001状态态时，汽汽车处于于右转弯弯状态； J11、J22置于110状态态时，汽汽车处于于左转弯弯状态； J11、J22置于111状态态时，汽汽车处于于刹车状状态。图2.55开关控控制电路路图2.3 三进制制计数器器汽车左或或右转弯弯时由于于是三个
7、个指示灯灯循环点点亮，所所以用三三进制计计数器控控制译码码电路顺顺序输出出低电平平，从而而控制尾尾灯按要要求电路路，由此此得出在在每种运运行状态态下，各各指示灯灯与各给给定条件件的关系系，即逻逻辑功能能表：（00表示灯灯灭，11表示灯灯亮）表2.331三进进制计数数器功能能表开关控制制J1 JJ2三进制计计数器Q1 QQ0六个指示示灯1 2 3 44 5 6 0 00 0 0 0 00 0 00 1000110100000001000000010000100001110 0 0 11 0 00 0 0 00 1 00 0 0 00 0 11 1cp ccp ccp ccp ccp ccp此计数
8、器器由744LS1163芯芯片主要要构成，774LSS1633计数功功能简介介：其计计数是同同步的，靠靠CP同同时加在在四个触触发器上上而实现现的，当当CTpp和CTTt均为为高电平平时，在在CP上上升沿作作用下QQ0-QQ3同时时变化，从从而消除除了异步步计数器器中出现现的计数数尖峰。对于774LSS1633，只有有当CPP为高电电平时CCTp和和CTtt才允许许高至低低电平的的跳变，而与CP无关。74LS163的引脚图及真值表：表2.332 774LSS1633真值表表图2.6674LLS1663引脚脚图 计数器电电路图如如图所示示：图2.77三进制制计数器器电路图图2.4 译码、显示驱驱
9、动电路路 此电电路由774LSS1388芯片和和6个与与非门，66个反向向器和发发光二极极管构成成。 744LS1138芯芯片简介介：7441388为3线线-8线线译码器器，其其工作原原理如下下：当一一个选通通端为高高电平，另另两个选选通端为为低电平平时，可可将地址址端的二二进制编编码在一一个对应应的输出出端以低低电平译译出。若若外接一一个反向向器可级级联扩展展成322线译码码器，若若将选通通端中的的一个作作为数据据输入端端时，7741338还可可以做数数据分配配器。下下图为其其引脚图图和真值值表：表2.441 774LSS1388真值表表图2.88引脚图图 译码、显显示驱动动电路图图如下图图
10、所示；图2.99 译码码、显示示驱动电电路图3 性能能测试与与仿真3.1 Prootell 999SE和和NI Mulltissim110仿真真软件的的简单介介绍3.111 Prroteel 999SEE的简单单介绍 Prroteel 999SEE按照系系统功能能划分主主要包含含以下两两大部分分和6个个功能模模块。电路工程程设计部部分(1)电电路原理理设计部部分（AAdvaanceed SScheemattic 99）：电路原原理图设设计部分分包括电电路图编编辑器（简简称SCCH编辑辑器）、电路图图零件库库编辑器器（简称称Schhlibb编辑器器）以及及各种文文本编辑辑器。本本系统的的主要功功
11、能是：绘制、修改和和编辑电电路原理理图；更更新和修修改电路路图零件件库；查查看和编编辑有关关电路图图和零件件库的各各种报表表。 （2）印印刷电路路板设计计系统（AAdvaanceed PPCB 99）：印刷电电路板设设计系统统包括印印刷电路路板编辑辑器（简简称PCCB编辑辑器）、零件封封装编辑辑器（简简称PCCBLiib编辑辑器）和和电路板板组件管管理器。本系统统的主要要功能是是：绘制制、修改改和编辑辑电路板板；更新新和修改改零件封封装；管管理电路路板组件件。 （3）自自动布线线系统（AAdvaanceed RRoutte 999）：本系统统包含一一个基于于形状（SShappe-bbaseed
12、）的的无栅格格自动布布线器，用用于印刷刷电路板板的自动动布线，以以实现PPCB设设计的自自动化。 电路仿真真与PLLD部分分（1）电电路模拟拟仿真系系统（AAdvaanceed SSIM 99）：电路模模拟仿真真系统包包含一个个数字/模拟信信号仿真真器，可可提供连连续的数数字信号号和模拟拟信号，以以便对电电路原理理图进行行信号模模拟仿真真，从而而验证其其正确性性和可行行性。 （2）可可编程逻逻辑设计计系统（AAdvaanceed PPLD 99）：可编程程逻辑设设计系统统包含一一个有语语法功能能的文本本编辑器器和一个个波形编编辑器（WWaveeforrm）。本系统统的主要要功能是是；对逻逻辑电
13、路路进行分分析、综综合；观观察信号号的波形形。利用用PLDD系统可可以最大大限度的的精简逻逻辑部件件，使数数字电路路设计达达到最简简化。 （3）高高级信号号完整性性分析系系统（AAdvaanceed IInteegriity 99）：信号完完整性分分析系统统提供了了一个精精确的信信号完整整性模拟拟器，可可用来分分析PCCB设计计、检查查电路设设计参数数、实验验超调量量、阻抗抗和信号号谐波要要求等。3.122 NII Muultiisimm10的的简单介介绍 NII Muultiisimm10仿仿真软件件适用于于板级的的模拟/数字电电路板的的设计。它包含含了电路路原理图图的图形形输入、电路硬硬件
14、描述述语言输输入方式式，具有有丰富的的仿真分分析能力力。NII Muultiisimm10具具有较为为详细的的电路分分析功能能，可以以完成电电路的瞬瞬态和稳稳态分析析、时域域和频域域的分析析、器件件的线性性和非线线性分析析等功能能，可以以帮助设设计人员员分析电电路的性性能。还还可以设设计、测测试和演演示各种种电子电电路，包包括电工工学、模模拟电路路、数字字电路和和接口电电路等，在在进行仿仿真的同同时，软软件还可可以存储储测试点点的所有有数据，列列出被仿仿真电路路的所有有原器件件清单，以以及存储储测试仪仪器的工工作状态态、显示示波形和和具体数数据等。 利用用NI Mulltissim110可以以
15、实现计计算机仿仿真设计计与虚拟拟实验，具具有如下下特点：设计与与实验可可以同步步进行；设计和和实验用用的元器器件及测测试仪器器仪表种种类齐全全；可方方便的对对电路进进行测试试与分析析，且易易学易用用，便于于电气类类学生学学习、开开展综合合性的设设计与实实验，有有利于培培养综合合分析能能力、开开发和创创新能力力。3.2 利用IIN MMulttisiim100进行测测试与仿仿真当汽车正正常行驶驶时，JJ1J22处于000状态态，指示示灯全灭灭，仿真真结果如如图所示示：图3.11正常行行驶时电电路仿真真图测得仿真真波形如如下图所所示：图3.22正常行行驶时左左尾灯仿仿真波形形图 图3.3正常常行驶
16、时时右尾灯灯仿真波波形图当汽车左左转时，JJ1、J2处处于100状态，LED4、LED5、LED6循环点亮，仿真电路图如下图所示： 图图3.44左转弯弯时电路路仿真图图仿真波形形如下图图所示： 图33.5左左转弯时时左尾灯灯仿真波波形图 图3.6左转弯弯时右尾尾灯仿真真波形图图当汽车右右转，JJ1、J2处处于011状态，LED1、LED2、LED3循环点亮，仿真电路图如下图所示：图3.77右转弯弯时电路路仿真图图仿真波形形如下图图所示：图3.88右转弯弯时左尾尾灯仿真真波形图图 图图3.99右转弯弯时右尾尾灯仿真真波形图图当汽车刹刹车时，J1、J2处于11状态，六盏灯同时闪烁，仿真电路图如下图
17、所示： 图图3.110汽车车刹车时时电路仿仿真图仿真波形形图如下下图所示示： 图图3.111刹车时时左尾灯灯仿真波波形图 图3.12刹车车时右尾尾灯仿真真波形图图3.3PProttel 99SSE 原原理图（SSCH）和印制制电路板板（PCCB）3.311 原理理图（SSCH）图3.113汽车车尾灯控控制电路路总原理理图3.322 布线线图图3.114 布线图图3.333 电路路板（PPCB）图3.115 电电路板（PPCB）4结论时钟脉冲冲电路波波形分析析：先观察察时钟脉脉冲产生生电路，见见图2.3。产产生的脉脉冲波形形如图22.4，可可见并不不是完美美的方波波，频率率也有一一些小波波动。这
18、这是由于于基于5555的的多谐震震荡电路路精度并并不是很很高，但但在允许许误差范范围内。右转弯时时LEDD阴极电电平波形形分析：由图33.8和图33.9可知。右转向向时D44到D66阴极全全为高电电平，而而D1到到D3间间隔出现现低电平平。左尾尾灯全不不亮，右右尾灯DD1、DD2、DD3依次次点亮，满满足设计计要求。左转弯时时LEDD阴极电电平波形形分析：由图33.5和图33.6可知。左转向向时D11到D33阴极全全为高电电平，而而D4到到D6间间隔出现现低电平平。右尾尾灯全不不亮，左左尾灯DD4、DD5、DD6依次次点亮，满满足设计计要求。汽车刹车车时LEED阴极极电平波波形分析析：由图33
19、.111和图33.122可知，66个LEED均随随时钟脉脉冲CPP而变化化。呈现现所有灯灯同时闪闪烁，也也符合设设计要求求。通过为期期一周的课课程设计计，基本本完成了了本次设设计的设设计要求求：汽车正正常运行行时指示示灯全灭灭，汽车右右转弯时时，右侧侧3个灯灯按右循循环顺序序点亮，车左转转弯时，左左侧3个个灯按左左循环顺顺序点亮亮，汽车临临时刹车车时所有有指示灯灯同时闪闪烁。本次设设计是通通过查阅阅各种资资料和小小组讨论论与思考考做出来来的，在在设计的的过程中中，单元电电路仿真真和性能能的测试试是用IIN MMulttisiim100软件进进行仿真真的，效效果非常常明显，最后的的总原理理电路图图借助PProttel 99SSE完成成，经过过构建网网络表，自自动布线线等环节节，最终终制成了了PCBB电路板板。设计计基本实实现了汽汽车在运运行时尾尾灯点亮亮方式的的各种情情况。但但仍然存存在很多多不足的的地方，例例如某种种程度上上脱离了了汽车真真正行驶驶时的实实际情况况，还存存在很多多细节方方面要注注意的问问题。如如果在时时间允许许的条件件下可以以对这一一系列不不足进行行逐步的的改正。19