汽车尾灯控制电路

汽车尾灯控制电路 电子技术课程 ——汽车尾灯控制电路 一：设计任务与要求 设计内容：设计一个汽车尾灯控制电路，使尾灯能随着汽车运动状态的改变 而发生亮灭变化。 要求：1：汽车左转时，左灯按以下顺序变化：亮灭亮 灭亮灭；当 汽车右转时，右尾灯按以下顺序变化：亮灭亮TO灭亮灭。 2：汽车正常前进时，尾灯全亮。 3：汽车刹车时，尾灯同时按一定频率闪亮。 二：总体框图 右转显示电路 左转显示电路 运 行 状 态 分频电路 译码电路 控 制 电 路 汽车运行状态电路模块：模拟汽车的运行状态，S1合向上边，S2合向下边 时，汽车右转； S1合向下边，S2合向上边时，汽车左转； SI、S2同时合向上边时，汽车在刹车状态 ； S1、S2同时合向下边时，汽车正常运行。 分频电路模块：来自译码器的信号，判断汽车处于哪种状态，进而将判 断结果输入显示电路。 显示电路：通过74LS194将分频电路分析出的信号通过小灯直观的显示出 来。 三、选择器件 1：74LS138 逻辑符号： U1151Y0A142Y1B133Y2C12Y311Y4&106Y5G149~G2AY657~G2BY7 74LS138D 上图为3线-8线译码器74LS138的逻辑符号图， 其有3个附加的控制端G1、 G2A和G2B。当G1=1、G2A+G2B=0时，其附加门GS才输出高电平（S=1），译码 器处于工作状态。否则译码被禁止，所有的输出端被封锁在高电平，这三个控 制端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可以将多片连接起来以扩展译码 器的功能。 图（9）3线-8线译码器74LS138的逻辑符号图 74LS138的内部原理图 74LS138的内部结构图 3线－8线译码器 74LS138的功能 输入 输出 S1 S2+S3 A0 A1 A0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 0 X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 X 1 X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 由3线-8线译码器74LS138的功能表也可以看出，当S1=0时，无论S2+S3等于0还是1，译码器都处于禁止状态，当S1=1,S2+S3=0时，译码器处于工作状态。 2 : 74LS192 逻辑符号 U1 14CLR5UP12~CO134~BODOWN 11~LOAD 315QAA21QBB610QCC79QDD 74LS192D 74LS192是双时钟方式的十进制可逆计数器。(bcd,二进制)，下面我们介绍 74ls192引脚图,74ls192功能表等资料。 CPU为加计数时钟输入端，CPD为减计数时钟输入端。 LD为预置输入控制端，异步预置。 CR为复位输入端，高电平有效，异步清除。 CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出，BO为借位输出：0000状态后 负脉冲输出。 逻辑功能表如下图： 3：74LS194 逻辑符号如下图： U11~CLR9S010S111CLK 215SRQA3A144QBB135QCC612DQD7SL 74LS194D 逻辑功能表如下： CR M M D D CP D D D D Q Q Q Q 10SLSR32103210 0 × × × × × × × × × 0 0 0 0 1 × × × × × × × × × Q3 Q Q Q 210 1 1 1 × × ? A B C D A B C D 1 1 0 1 × ? × × × × Q Q Q 1 210 1 1 0 0 × ? × × × × Q Q Q 0 210 1 0 1 × 1 ? × × × × 1 Q Q Q 3 21 1 0 1 × 0 ? × × × × 0 Q Q Q 3 21 1 0 0 × × × × × × × Q Q Q Q 3210 由上表知道道，74194在CR 端为低电平时具有异步清零功能。条件CR,1下， MM=00时，寄 存实现保持（数据）功能； 10 图中Q作为寄存器高位输出，即QQQQ=QQQQ，MM=01时， AABCD321010 存器实现右移功能，CP作用下，数据由高位向低位移动，右移输入端D数 SR 据移入Q；MM=10时，寄存器实现左移功能，CP作用下，数据由低位向高 310 位移动，左移输入端D数据移入Q；MM=11时，寄存器实现并行输入（预 SL010 置）功能，并行输入数据DDDD=ABCD寄存到Q端，时钟上跳后QQQQ= 32103210 DDDD=ABCD。 3210 4：与非门74LS00 其逻辑符号为下图： U1A 31&2 74LS00D 在与非门电路中，只要当中一个输入有低电平时，则T1必有一个发射结导通， 并将T1的基极电位钳在0.9V。这时t2和T5都不导通，输出为高电平。只有当 两输入同时为高电平时，T2和T5才同时导通，并使输出为低电平。 四：功能模块 1：汽车运行状态控制电路：此模块为汽车运行状态模拟控制电路，它由双向开 关，电阻以及VCC构成。 其电路图如下： VCC 5VR1J1 1.0kohm Key = SpaceVCC 5V R2J2 1.0kohm Key = Space ： 如上图，当J1、J2同时合向接地端时，它给出的是汽车正常前进的指示，当 J1合向上端，J2合向接地端时，它给出的是汽车右转的指示，当J1合向接地端， J2合向上端时，它给出的是汽车左转的指示，当J1、J2同时合向上端时，它给 出的是汽车刹车指示。 2：译码电路模块：此模块为译码电路，将汽车运行状态控制电路给出的信号 转变为数字信号，它由74LS138构成 其电路图如下： VCC 5V R1 J11.0kohmVCC 5VR2 Key = ZJ21.0kohmU3 151Y0A142Key = XY1B133VCCY2C12Y35V11Y4R3106&Y5G149~G2AY6571.0kohm~G2BY7 74LS138D 如上图，前一模块将指示输入译码电路，通过74LS138将它转变为数字信号，再从13、14、15端口输出，将转变好的数字信息输给下一模块，即分频电 路模块。图中74LS138为译码器， 其有3个附加的控制端G1、G2A和G2B。当 G1=1、G2A+G2B=0时，其附加门GS才输出高电平（S=1），译码器处于工作状态。否则译码被禁止，所有的输出端被封锁在高电平，这三个控制端也叫做“片 选”输入端，利用片选的作用可以将多片连接起来以扩展译码器的功能。它起 到转变信号的作用。 3：分频电路：由74LS192构成，它能将译码器输出的信号进行分析，将他们分 成各种不同指示信号，如是左转还是右转还是刹车。 VCC 5V R1 J11.0kohmVCC6U5A4&&5V74LS00D5R22U5BKey = Z13J274LS00D1.0kohmU3 151Y0A142Key = XY1DB13QD3VCCU49Y27CC12QC74LS192D10Y35V6B11QB1Y42AR310QA6&15Y53G149~G2AY6~LOAD1.0kohm57R511~G2BY7VCCDOWN~BO5V41374LS138D100ohm~CO12UP5CLR14 如上图，分频模块主要有74LS192构成，它的逻辑功能如下：74LS192是 双时钟方式的十进制可逆计数器。(bcd,二进制) CPU为加计数时钟输入端，CPD 为减计数时钟输入端。 LD为预置输入控制端，异步预置。 CR为复位输入端 为高电平有效，异步清除。CO为进位输出：1001状态后负脉冲输出，BO为借 位输出：0000状态后负脉冲输出。 74LS00与非门： 在与非门电路中，只要当中一个输入有低电平时，则T1必有一个发射结导通， 并将T1的基极电位钳在0.9V。这时t2和T5都不导通，输出为高电平。只有当 两输入同时为高电平时，T2和T5才同时导通，并使输出为低电平。 分频模块主要是将译码电路中输出的信号进行分频，将分频好的信号输入显 示电路，这样就可以通过灯泡的状态直观地显示出汽车的运行状态。这个过程的 主要器件为74LS192。如上图，74LS192分频后通过QA、QB把信号输出，进而实现目的。 4：显示电路：将分频电路输出的信号再进行转变再输给灯泡，它主要由74LS194 和灯泡构成。其电路图如下： SLSL77QDQDDD1212U1U266CCQCQC74LS194D74LS194D551313BBQBQB44VCC~CLR~CLR1414AA1133QAQASRSR5V151522 CLKCLK1111S1S11010S0S0R1991.0kohmJ1VCC6U5A4&&5V74LS00D5R22U5BKey = Z13J274LS00D1.0kohmU3R4151100ohmY0A142Key = XY1B133DY2QDVCCU4C1297CY3QC74LS192D11VCC5V106BY4QB10615V2AY5R3QA&G149153~G2AY657~LOAD~G2BY7111.0kohmR5VCCDOWN~BO4135V~CO74LS138D12100ohmUP5CLR14 CR显示电路模块主要由74LS194构成，74LS194在 端为低电平时具有异步 清零功能。CR,1条件下， MM=00时，寄 存实现保持（数据）功能； 10 图中Q作为寄存器高位输出，即QQQQ=QQQQ，MM=01时， AABCD321010 存器实现右移功能，CP作用下，数据由高位向低位移动，右移输入端D数 SR 据移入Q；MM=10时，寄存器实现左移功能，CP作用下，数据由低位向高 310 位移动，左移输入端D数据移入Q；MM=11时，寄存器实现并行输入（预 SL010 置）功能，并行输入数据DDDD=ABCD寄存到Q端，时钟上跳后QQQQ= 32103210 DDDD=ABCD。它能将分频电路输出的信号通过自身的功能转给灯泡，从而显示 3210 出汽车运行状态。 译码电路仿真：由双向开关的位置决定，如S1合向上端，S2合向下端，则 Y0输出为高电平，Y1输出为低电平，以此类推。 分频电路模块：由译码电路模块输出决定，再由分频器给出信号，如当Y0 给出高电平，Y1给出低点平时，则QA和QB分频出的是右转信号。 显示电路模块：亦由前一模块给出的信号决定。当分频电路给出右转信号时， 显示电路即会将此转化为电信号，输给灯泡。如，当分频电路给出左转信号时， 左边灯泡按规律亮灭，当分频电路给出刹车信号时，两个74LS194上部灯泡会同 时有频率地亮灭。 经验证，上述模块所述功能均正确。 五：总体设计电路图 总体原理图如下： X2X3X1X5X6X4 2.5 V 2.5 V 2.5 V 2.5 V 2.5 V 2.5 V SLSL77QDQDDD1212U1U266CCQCQC74LS194D74LS194D551313BBQBQBX744VCC~CLR~CLR1414AA11 2.5 V33QAQASRSR1515225VCLKCLKR11111S1S11010V1S0S0 400Hz 5VJ1991.0kohmVCC6U5A4&&5V74LS00D5R22U5BKey = Z13J274LS00D1.0kohmU3R4151100ohmY0A142Key = XY1B133DQDY2VCCU4C9127CQC74LS192DY3VCC105V116BQB5VY411026AR3QA&Y5G115493~G2AY6~LOAD571.0kohm11~G2BY7R5VCCDOWN~BO4135V~CO74LS138D100ohm12UP5CLR14