湖南第一師範學院課程設計報告
題目：汽車尾燈控制電路設計
起止日期：自2023年12月19日至2023年12月30日
2011 年 12 月 30 日
湖南第一師範學院課程設計任務書
2011-2012學年第一學期
系（部） 資訊科學與工程系專業電子科學與技術班級 09電子1班
課程名稱： 數字電子技術
設計題目： 汽車尾燈控制電路設計
完成期限：自2023年 12月19日至2023年12月30日共2周
指導教師（簽字年月日
教研室主任（簽字年月日
目錄參考文獻8
附錄b元器件清單9
2 方案論證及設計原理
2.1 方案確定與論證
汽車尾燈控制器的常見電路形式有基於整合閘電路構成的電路系統和基於微控制器系統構建的控制電路。微控制器成本較低，其外圍電路的元器件**也不高，但系統軟硬體設計相對比較複雜，運用微控制器控制方案，該系統硬體設計包含擴充套件電路部分和系統配置電路部分，軟體設計又要注意演算法的合理選擇和程式的優化設計，所以該系統電路軟硬體設計工作量都相對較大。整合門電路系統穩定性高，結果再現性好，系統分析與設計相對較為容易。
雖然由於其電路實現過程較為簡單，必須根據邏輯代數規則對系統進行設計，但是次汽車尾燈控制電路邏輯變數簡單，狀態少，因此電路結構簡單，所用晶元少， 成本也不高。
綜合以上考慮及現有知識，選用邏輯電路搭建汽車尾燈控制電路。
2.2 設計原理
2.2.1 汽車尾燈顯示狀態與汽車執行狀態的關係
設定兩個狀態控制變數來區分汽車尾燈的四種不同的顯示模式。假定用開關 k1,k0 進行顯示模式控制，可列出汽車尾燈顯示狀態與汽車執行狀態的關係，如表2-2-1所示。
2.2.2 汽車尾燈控制器功能描述
在汽車左右轉彎行駛時，由於 3個指示燈被迴圈順序點亮，所以可以用乙個三進製計數器的狀態控制解碼器電路順序輸出高電平，按要求順序點亮 3個指示燈。設三進製計數器的狀態用 q1 和 q0 表示，可得出描述指示燈 dl3 、dl2、 dl1、dr3、dr2 、dr1 與開關控制變數ｋ1 和ｋ0，計數器的狀態 q1、q0 以及時鐘脈衝 cp 之間關係，如表 2-2-2 所示（『1』表示點亮，『0』表示熄滅）。
表 2-2-1 汽車尾燈顯示狀態與汽車執行狀態的關係
表2-2-2 汽車尾燈控制器描述
根據以上設計分析與功能描述，可以得出汽車尾燈控制器的結構框圖，如圖1所示。
圖1 結構框圖
3 電路單元模組設計
根據原理框圖可知：整體電路需要：脈衝訊號、三進製計數、開關控制、驅動解碼、顯示電路五個單元。
3.1 脈衝產生模組
由於此控制電路對秒脈衝的精度要求不高，所以選擇用 ne555構成的多諧振盪器作為脈衝電路，其原理圖如圖 3-1
圖 3-1 多諧振盪電路
該模組電路由小組成員李思雨完成
輸出脈衝頻率 f =1.43/( r1 + 2 r2 )c
由上公式可知為了保證輸出脈衝週期約為1秒，可以令
ra=10k rb=510k c=1uf c1=1uf
可以來防止外界訊號的干擾，vcc=5v 其中3為脈衝輸出口
3.2 開關控制譯模組
開關通過乙個電阻與 vcc 相接，另一端與地相接就可以實現控制輸出為 0
與 1 的功能了，此模組由小組成員廖露設計，如圖 3-2 示：
圖 3-2 開關控制電路
3.3 解碼輸出模組
通過兩個開關的斷開與閉合來實現四種功能的切換，三八解碼器 74ls138 可將三進製碼的三種狀態對應輸出。此模組由小組成員李思雨設計。如圖3-3-2所示：
圖 3-3-1 74ls138 管腳圖表 3-3-1 74ls138 功能表
圖 3-3-2 解碼電路
3.4 模式控制模組
此模組由小組成員廖露設計，設解碼與顯示驅動電路的使能控制訊號為 e 和 f，e 與解碼器 74ls138 的使能輸入端 e1 相連線，f 與顯示驅動電路中與門的乙個輸入端相連線。由總體邏輯功能可知，e 和 f 與開關控制變數 k1,k0，以及時鐘脈衝 cp 之間的關係如表
3-4 所示：
表 3-4 k1 k0 cp 使能 e f 理**能表
圖 3-4 模式控制開關電路
根據表 3-4 可求出使能控制訊號 e 和 f 的邏輯表示式為
e = k1 k 0 + k1 k 0 = k 1 ⊕ k 0
f = k1 k 0 + k1 k 0 + k1 k 0 + k1 k 0cp
= k1 + k 0 + k1 k 0cp
= k1 k 0 + cp
= k1 k 0 cp
根據 g 和 f 的邏輯表示式，可畫出模式控制電路，如圖 3-4 所示：
3.5 解碼與顯示驅動電路
圖 3-5 解碼於顯示驅動電路
該模組由小組成員廖露設計，該電路的功能是：在模式控制電路輸出和三進製計數器狀態下，提供 6 個尾燈控制訊號，當解碼驅動電路輸出的控制訊號為低電平時，相應指示燈亮。邏輯電路如圖3-5所示。
當圖中 e=f=1 、k1=0 時，對應計數器狀態狀態 q1q0 為 00，01，10，譯
碼器輸出依次為 0，使得與指示燈 dr1 ,dr2 ,dr3 對應的反相器輸出依次為低電
平，從而使指示燈 dr1→dr2→dr3 ，依次順序點亮，示意汽車向右轉彎。 同理，當圖中 e=f=1 、k1=1 時，指示燈 dl1 →dl2→dl3 ，依次順序點
亮，示意汽車向左轉彎。
當圖中 e=0 ，f＝1 時，解碼器輸出為全 1，使所有指示燈對應的反相器輸出依次為高電平，指示燈全部熄滅。
當圖中 e=0 ，f＝cp 時，所有指示燈隨著 cp 的頻率閃爍。 從而實現了 4 種不同模式下的尾燈狀態顯示
4 系統電路總圖及原理
4.1系統電路總圖見圖4：
將以上分析的各模組結合起來，並用proteus軟體畫出來及**。
整體電路圖：
4.2電路分析
該電路只用邏輯門構成，結構簡單、穩定性好。由 ne555 產生的脈衝讓三進製
圖4 系統電路總圖
計數器進行迴圈計數，開關控制輸入的高低電平進而控制解碼器的輸出，與此同時開關還控制作用於二極體的電平，通過二極體的工作來模仿汽車尾燈在四種情況下的工作。
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