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1、目录一、 设计课题任任务和要求求 22二、 总体方案选选择的论证证 22三、 单元电路的的设计 44四、 总体电路图图、功能单单元电路图图 6五、 组装与调试试 99六、 所设计电路路的特点以以及改进意意见 11七、 所用元器件件的编号列列表 11八、 参考文献 11九、 收获、体会会和建议 12十、 附录 12一、设计课课题任务和和要求本课题设计计一个汽车车LED尾灯的控控制器电路路。该电路路由四个电电键控制，分分别对应着着左转、右右转、刹车车和检查功功能。当接通左转转或右转电电键时，左左侧或右侧侧的3个汽车尾尾灯按照左左循环或右右循环的顺顺序依次点点亮。当接通刹车车电键时，汽汽车所有的的尾
2、灯点亮亮。当接通检查查电键时，汽汽车所有的的尾灯同时时闪烁（0.51S/次）。二、总体方方案选择的的论证为了区分汽汽车尾灯的的4种不同的的显示模式式，我们设置4个状态控控制变量。假假定用开关关K1、K2、K3、K4进行显显示模式控控制，可列列出汽车尾尾灯显示状状态与汽车车运行状态态的关系，如如下表1所示。开关控制汽车状态左尾灯D11、D2、D3右尾灯D44、D5、D6K1K2K3K40111左转弯按D3、DD2、D1顺序循环环点亮熄灭1011右转弯熄灭按D4、DD5、D6顺序循循环点亮1101刹车同时点亮同时点亮1110检查同时闪烁同时闪烁表1 汽汽车尾灯和和汽车运行行状态 在汽车左左右转弯行
3、行驶时由于于3 个指示灯灯被循环顺顺序点亮，所所以可用一一个三进制制计数器的的状态控制制译码器电电路顺序输输出高电平平，按要求求顺序点亮亮3个指示灯灯。设三进进制计数器器的状态用用Q1和Q0表示，可可得出描述述指示灯DD1、D2、D3、D4、D5、D6与开关关控制变量量K1、K0，计数数器的状态态Q1、Q0以及时时钟脉冲CCP之间关关系的功能能表如表22所示（表表中指示灯灯的状态“1”表示点亮亮，“0”表示熄灭灭）。开关计数器状态态汽车尾灯状状态K1K2K3K4Q1Q0D1D2D3D4D5D60 1 1 10000100001010000101000001 0 1 10000010001000
4、010100000011101-1111111110-CPCPCPCPCPCP表2 汽汽车尾灯控控制器功能能表根据以上设设计分析与与功能描述述，可以得得出汽车尾尾灯控制器器的结构框框图，如图图1所示。图1 汽汽车尾灯控控制器的结结构框图三、单元电电路的设计计3.1 秒秒脉冲电路路的设计由555定定时器构成成的多谐振振荡器。由于5555定时器内内部的比较较器灵敏度度高，输出出驱动电流流大，功能能灵活，而而且采用差差分电路形形式，它的的振荡频率率受电源电电压和温度度的影响很很小。所以以由5555定时器构构成的多谐谐振荡器的的振荡频率率稳定，不不易受干扰扰。根据多谐振振荡器周期期表达式，可可取、,可
5、使TS。3.2 三三进制计数数器电路的的设计三进制计数数器的状态态表如下表表所示。 三进制计计数器的状状态表现态次态Q1Q0Q1Q0000101101000 上表状状态所对应应的驱动方方程为： 由由D触发器构构成的三进进制计数器器：两个D触发器可可由一片双双D触发器744LS74芯片实实现，以及及74LS00与非门门和74LS04非门来来实现此电电路。3.3开关关控制电路路的设计设译码器与与显示驱动动电路的使使能控制信信号为G1和F，G1与译码器器74LSS138的的使能输入入端G1相连接接，F与显示驱驱动电路中中与非门的的一个输入入端相连接接。由总体体逻辑功能能可知，GG1和F与开关控控制变
6、量，K1、K2以及时钟脉冲CP之间的关系如表3所示。开关控制时钟脉冲使能信号控控制端电路工作状状态K1K2K3K4CPCG1F0111-011汽车左转弯弯行驶（此此时译码器器在计数器器控制下工工作，显示示驱动电路路中的与非非门输出取取决于译码码器输出，左左侧尾灯DD1、D2、D3在译码器器输出作用用下顺序循循环点亮）1011-111汽车右转弯弯行驶（此此时译码器器在计数器器控制下工工作，显示示驱动电路路中的与非非门输出取取决于译码码器输出，右右侧尾灯DD4、D5、D6在译码器器输出作用用下顺序循循环点亮）1101-00汽车刹车（此此时译码器器不工作，译译码器输出出全部为高高，显示驱驱动电路中中
7、的与非门门输出均为为高，反相器器输出均为为低，尾灯全全部点亮）1110CP-0CP汽车检查（此此时译码器器不工作，译译码器输出出全部为高高，时钟脉脉冲cp通过显显示驱动电电路中的与与非门作用用到反相器器输出端，使使左右两侧侧的指示灯灯在时钟脉脉冲cp作用下同时时闪烁）表3 使使能控制信信号与开关关控制变量量、时钟脉脉冲的关系系3.4译码码及显示驱驱动电路设设计译码与显示示驱动电路路的功能是是：在开关关控制电路路输出和三三进制计数数器状态的的作用下，提提供6个尾灯控控制信号，当当译码驱动动电路输出出的控制信信号为低电电平时，相相应指示灯灯点亮。因因此，译码码与显示驱驱动电路可可用74LLS138
8、8、6个与非门门和6个反相器器构成。图图中，译码码器74LLS1388的输入端端C、B、A分别接C、Q1、Q0。当图图中G1=F=11、C=0时，对对于计数器器状态Q11Q0为00、01、10，译码码器输出依依次为0，使得与与指示灯DD3、D2、D1对应的反相相器输出依依次为低电电平，从而而使指示灯灯D3、D2、D1依次顺序序点亮，示示意汽车左左转弯；当当图中G1=F=11、C=1时，对对于计数器器状态Q11Q0为00、01、10，译码码器输出依依次为0，使得与与指示灯DD4、D5、D6对应的的反相器输输出依次为为低电平，从从而使指示示灯D4、D5、D6依次顺顺序点亮，示示意汽车右右转弯；当当
9、图中G1=0，F=1时，译译码器输出出为全1，使所有有指示灯对对应的反相相器输出全全部为高电电平，指示示灯全部熄熄灭；当图图中G1=0，F=cpp时，所有有指示灯随随cp的频率率闪烁。实实现了4种不同模模式下的尾尾灯状态显显示。四、总体电电路图、功功能单元电电路图4.1 电电路仿真总总电路图4.2 各各功能单元元图4.2.11 秒脉冲电电路 4.2.22 三进制计计数器电路路4.2.33 开关控制制电路4.2.44 译码及显显示驱动电电路五、组装与与调试 电电子电路的的组装与调调试在电子子设计技术术中占有重重要位置。它它是对理论论设计进行行检验、修修改和完善善的过程，任任何一个新新产品往往往都
10、是在安安装、调试试并反复改改多次方能能最终完成成。 电子电电路的组装装 组组装电路通通常采用焊焊接和在面面包板上插插接两种方方法，无论论采用哪种种方法均应应注意以下下几方面。a、 所有元器件件在组装前前应尽可能能全部测试试一遍，以以保证所用用元器件均均合格。b、 所有集成电电路的组装装方向要保保持一致，以以便于正确确布线和查查线。c、 组装分立元元件时应使使其标志朝朝上或朝向向易于观察察的方向，以以便于查找找和更换。对对于有极性性的元件，例例如电解电电容器、晶晶体二极管管等，组装装时一定要要特别注意意，切匆搞搞错。d、 为了便于查查线，可根根据连接线线的不同作作用选择不不同颜色的的导线。一一般
11、习惯是是正电源用用红色线、负负电源用蓝蓝色线、地地线用黑色色线、信号号线用黄色色线等。e、 连线尽量做做到横平竖竖直。连线线不允许跨跨接在集成成电路上，必必须从其周周围通过。同同时应尽可可能做到连连线不互相相重叠、不不从元器件件上方通过过。f、 为使电路能能够正常工工作与调测测，所有地地线必须连连接在一起起，形成一一个公共参参考点。 正正确的组装装方法和合合理的布局局，不仅可可使电路整整齐美观、工工作可靠，而而且便于检检查、调试试和排除故故障。如果果能在组装装前先拟订订出组装草草图，则可可获得事半半功倍之效效果，使组组装既快又又好。 电子电电路的调试试 调调试是指系系统的调整整、改进与与测试。
12、测测试是在电电路组装后后对电路的的参数与工工作状态进进行测量，调调整则是在在测试的基基础上对电电路的某些些参数进行行修正，使使满足设计计要求。在进行调试试前应拟订订出测试项项目、测试试步骤、调调试方法和和所用仪器器等，做到到心中有数数，保证调调试工作圆圆满完成。（1）调试试方法 调调试方法原原则有两种种。第一种种是边安装装边调试的的方法。它它是把复杂杂的电路按按原理框图图上的功能能分成单元元进行安装装和调试，在在单元调试试的基础上上逐步扩大大安装和调调试的范围围，最后完完成整机调调试。这种种方法一般般适用于新新设计的电电路。第二种方法法是在整个个电路全部部焊接完毕毕后，实行行一次性调调试。这种
13、种方法一般般适用定型型产品和需需要相互配配合才能运运行的产品品。（2）调试试步骤a、 通电前检查查 电电路安装完完毕后, 不要急于于通电，首首先要根据据原理电路路认真检查查电路接线线是否正确确，包括错错线（连线线一端正确确、另一端端错误），少少线（安装装时漏掉的的线），多多线（连线线的两端在在电路图上上都是不存存在的）和和短路（特特别是间距距很小的引引脚及焊点点间），并并且还要检检查每个元元件引脚的的使用端数数是否与图图纸相符。查查线时最好好用指针式式万用表“1”档, 或用数数字万用表表“”档的蜂鸣鸣器来测量量，而且要要尽可能直直接测量元元器件引脚脚，这样同同时可以发发现接触不不良的地方方。b
14、、 通电观察 在在电路安装装没有错误误的情况下下接通电源源（先关断断电源开关关，待接通通电源连线线之后再打打开电路的的电源开关关）。但接接通电源后后不要急于于测量，首首先要充分分调动眼、耳耳、鼻、手手观察整个个电路有无无异常现象象，包括有有无冒烟，是是否有异常常气味，是是否有异声声，手摸器器件是否发发烫，电源源是否有短短路和开路路现象等。如如果出现异异常，应该该立即关掉掉电源，故故障排除后后方可重新新通电。然然后再按要要求测量各各元器件引引脚电源的的电压，而而不只是测测量各路总总电源电压压，以保证证元器件正正常工作。c、 单元电路调调试 在在调试单元元电路时应应明确本部部分的调试试要求。调调试
15、顺序按按信号流向向进行，这这样可以把把前面调试试好的输出出信号作为为后一级的的输入信号号。单元调试包包括静态和和动态调试试。静态调调试一般是是指在没有有外加信号号的条件下下测试电路路各点的电电位，特别别是有源器器件的静态态工作点。通通过它可以以及时发现现已经损坏坏和处于临临界状态的的元器件。动动态调试是是用前级的的输出信号号或自身的的信号测试试单元的各各种指标是是否符合设设计要求，包包括信号幅幅值、波形形形状、相相位关系、放放大倍数和和频率等。对对于信号产产生电路一一般只看动动态指标。把把静态和动动态测试的的结果与设设计的指标标加以比较较，经深入入分析后对对电路与参参数提出合合理的修正正。在调
16、试试过程中应应有详尽记记录。d、 整机联调 各各单元电路路调试好以以后，并不不见得由它它们组成的的整机性能能一定会好好，因此还还要进行整整机调试。整整机调试主主要是观察察和测量动动态性能，把把测量的结结果与设计计指标逐一一对比，找找出问题及及解决办法法，然后对对电路及其其参数进行行修正，直直到全机的的性能完全全符合设计计要求为止止。 故障诊诊断方法 整整机出现故故障后，首首先应仔细细观察有无无元器件出出现过热痕痕迹或损伤伤情况，有有无脱焊、短短路、断脚脚和断线情情况。然后后采用静态态查找和动动态查找法法。静态查找法法就是用万万用表测量量元器件引引脚电压、测测量电阻值值、电容漏漏电以及电电路是否
17、有有断路或短短路情况等等。大多数数故障通过过静态查找找均可诊断断出结果。当当静态查找找仍不能发发现故障原原因时，可可采用动态态查找法。 动动态查找法法是通过相相应的仪器器、仪表在在电路加上上适当信号号的情况下下测量电路路的性能指指标、元器器件的工作作状态。由由获得的读读数和观察察到的波形形准确、迅迅速地查找找到故障发发生的部位位及产生的的原因。为加快查找找故障点的的速度，提提高故障诊诊断效率，除除了前面提提到的静态态查找和动动态查找法法，其它常常用的方法法有：（1）直观观判断法 用它可找找出断线、虚虚焊、元器器件烧焦、器器件温升过过高和高压压打火等故故障；（2）断路路法 即把可疑部部分从电路路
18、中断开，使使之不影响响其它部分分的工作，若若此时故障障消失，往往往故障发发生在被断断开的电路路中；（3）短路路法适用与多级级电路，用用短路方法法消除故障障电路对下下一级的影影响（当短短路两点直直流电位不不同时应通通过电容隔隔直）；（4）替代代法将已调好的的单元组件件，替代疑疑为故障的的单元组件件，可判定定可疑单元元是否确有有故障。此此法在集成成片组成的的电路中常常用，用好好的集成片片替代疑有有故障的集集成片，若若此时故障障现象消除除，则说明明该集成片片确有故障障。 具体操作作时可视不不同情况分分别选用。六、所设计计电路的特特点以及改改进意见电路特点：该电路结结构清晰，便便于调试； 放光二极极管
19、采用共共阳极接法法，由外部部电源驱动动。改进意见：不使用138译码器，而而使用3个D出发器输输出循环信信号，这样样可以减少少使用芯片片； 改用JK出发器，可可以减少与与非门和非非门芯片的的使用。七、所用元元器件的编编号列表序号名称型号与规格格数量13-8译码码器74LS113812D触发器74LS77413555定时时器NE555514与非门74LS00015非门74LS00436或门74LS33227定值电阻2001040K18滑动变阻器器50K19陶瓷电容0.01F110电解电容10F111开关412导线若干八、参考文文献1.余余孟尝 数字电子子技术基础础简明教程程 北京 高等教育育出版社
20、 200062.从从宏寿 程卫群 李绍铭 Muultissim8仿仿真与应用用实例开发发 北京 清华大学学出版社 20006九、收获、体体会和建议议在经过了一一周的忙碌碌后，我们们的课程设设计终于接接近了尾声声。回顾一一周的时间间，我有几几点感想。首先是我们们的理论和和实践脱节节。我在刚刚打开这次次课程设计计的辅导讲讲义的时候候，看着设设计要求和和提供的芯芯片，我脑脑中一片空空白，不知知道从何下下手，甚至至不知道有有些芯片的的作用。我我只好一步步步地开始始查资料，渐渐渐地我有有了些眉目目，网络上上的一些范范例给了我我很大帮助助，让我一一下子明白白各个器件件在这次课课程设计中中的用途。欣欣喜之余
21、，这这又让我反反思，我们们的应用实实践能力很很差，如果果没有这样样相似的网网络资源，我我们竟会举举步维艰，我我们缺乏实实践的能力力。然后是面对对困难我们们需要勇气气和执着。如如果缺乏勇勇气不能在在挫折面前前我们便会会不知所措措，不愿有有所作为，这这样是不会会有进展的的。上面提提到一开始始我不知道道从何下手手，但是查查阅了一些些资料已有有便能渐渐渐理清思路路。另外还还想提一下下的就是Multtisimm的使用，之之前我们只只是在信号号与系统的的设计中使使用过一次次EWB，所以对multtisimm很不熟悉悉，但是摸摸索一段时时间，我们们还是能用用用它来进进行仿真设设计的。当当然光有勇勇气还是不不
22、够的，这这可以给我我们一个好好的开端，但但是要完整整地走下去去，我们还还是需要执执着地付出出。我们组组这次的前前期设计过过程是这样样的：先是是看懂范例例，然后是是设计自己己的电路，最最后仿真调调试。这三三个环节我我们都花费费了不少时时间。这次次的课程设设计主要是是关于数字字电路的知知识，我们们已经结课课一年多了了，很多东东西都忘记记了，譬如如多谐震荡荡器的原理理，其周期期的计算，D触发器的的原理等。这这时我们只只能静下心心来复习，把把电路的各各个部分原原理弄清楚楚。看懂范范例后我们们明白了电电路的各个个模块的作作用和原理理，但是我我们的设计计要求和范范例和范例例是有区别别的，这需需要我们设设计
23、自己的的方案，我我们这次的的难点是控控制电路的的设计。在在反复地尝尝试多次以以后，我们们终于找到到了可行的的方案。最最后就是调调试了，电电路设计好好后，我们们在软件上上仿真失败败了灯不闪烁烁，我们通通过示波器器一步步检检测，发现现了一个个个问题。最后一点感感受是做事事要细心，这这主要是在在实验室调调试过程中中的体会，我我们在调试试电路的时时候，发现现在连线中中存在很低低级的错误误，譬如有有两个引脚脚我们竟然然漏连了，虽虽然我们及及时地发现现了，但是是这样的错错误是值得得我们反思思的。以上是我这这次课程设设计的三点点感想，回回想整个设设计过程，觉觉得还是蛮蛮辛苦的，但但是重要的的是这样的的经历提
24、高高了我们的的实践能力力，学了不不少的东西西，我想这这便是课程程设计的意意义所在。十、附录10.1秒秒脉冲电路路输出波形形10.2 计数器电电路输出波波形10.3开开关控制电电路三个输输出端口信信号波形K1闭合时时（左转弯弯）C信号波形形图G1信号波波形图F信号波波形图K2闭合时时（右转弯弯）C信号波形形图G1信号号波形图F信号波形形图K3闭合时时（刹车）G1信号波波形图F信号波形形图K4闭合时时（检查） G1信信号波形图图F信号波形形图10.4不不同开关状状态下所对对应的发光光二级管阴阴极电平波波形K1闭合时时（左转弯弯）左尾灯 右尾灯K2闭合时时（右转弯弯）左尾灯 右尾灯K3闭合时时（刹车）左尾灯 右尾灯 K4闭合时时（检查）左尾灯 右尾灯