課程名稱：數字電子技術
課題名稱：汽車尾燈控制電路
一、任務及要求 任務： 假設汽車尾部左右量測各有3個指示燈（用發光二極管模擬）1. 汽車正常運行時指示燈全滅；2.右轉彎時，右側3個指示燈按右循環順序點亮；.3. 左轉彎時，左側3個指示燈按左循環順序點亮；4.臨時剎車時所有指示燈同時閃爍。
要求：1.設計思路清晰，給出整體設計框圖，畫出整機原理圖；2.給出具體設計思路，設計各單元電路、電路器件；3.總電路設計；4.進行實驗仿真調試，驗證設計結果；5.編寫設計說明書；6.所有圖紙和說明書用計算機打印
二、進度安排 第一周： 周一：布置任務，查找資料； 周二～周三：設計系統方案，仿真； 周四～周日：領元器件，電路安裝，或程序調試； 第二周： 周一～周二：電路安裝，調試，運行或程序調試，下載運行； 周三：結果驗收； 周四：收元器件，整理實驗室，撰寫報告，答辯； 周五：資料整理。 三、參考資料 1、數字電子技術基礎（第六版） 主編;閻石 高等教育出版社 2、電子技術與LED技術實驗與仿真 主編;郭照南 孫勝麟 中南大學出版社
目錄 一、課程設計的任務要求： 1 二、設計方案： 1 尾燈與汽車運行狀態表 1 設計總框 1 汽車尾燈控制邏輯功能表 2 汽車尾燈控制電路原理框圖 2 三、單元電路（子模塊，子程序）分析： 2 1、三進制計數器 3 2.開關控制電路 3 3.譯碼器74LS138 4 4.555定時器多諧震蕩電路構成信號源 5 四、系統仿真/測試： 5 五、電路安裝調試： 7 六、 元件清單： 7 七、總 結： 8 電子技術課程設計評分標準 9
一、課程設計的任務要求：設計目的： 假設汽車尾部左右量測各有3個指示燈（用發光二極管模擬）1. 汽車正常運行時指示燈全滅；2.右轉彎時，右側3個指示燈按右循環順序點亮；.3. 左轉彎時，左側3個指示燈按左循環順序點亮；4.臨時剎車時所有指示燈同時閃爍。
設計要求：1.設計思路清晰，給出整體設計框圖，畫出整機原理圖；2.給出具體設計思路，設計各單元電路、電路器件；3.總電路設計；4.進行實驗仿真調試，驗證設計結果；5.編寫設計說明書；6.所有圖紙和說明書用計算機打印
二、設計方案：尾燈與汽車運行狀態表 表1 當S1=0.S0=0時，正常運行。當S1=0,S2=1時,右轉彎。 當S1=1,S2=0時，左轉彎。當S1=1.S2=1時，剎車。 設計總框 用6LED燈來模擬汽車的尾燈，左邊三個，右邊三個。 當汽車正常行駛，六個燈全部熄滅。 當汽車右轉彎時，右側3個指示燈循環順序點亮。 當左轉彎時，左側3個指示燈循環順序點亮。（用三進制記數器，控制左右轉彎時，三個燈的循環點亮，譯碼電路與開關電路控制左燈.右燈） 當汽車剎車時，六個燈全部閃爍。（時鐘CP控制） 所以按照設計要求此汽車尾燈控制電路是由三進制計數器、譯碼電路、顯示驅動電路和開關控制電路等電路組成。 汽車尾燈控制邏輯功能表 表2
Cp信號由信號發生器提供。利用3-8譯碼器74LS138芯片，實現對初始循環信號進行譯碼，實現車燈按照要求來循環點亮。最后由兩個開關設計組合邏輯電路，控制尾燈電路，即可實現所需功能。
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圖1 三、單元電路（子模塊，子程序）分析：
1、三進制計數器選用74LS160芯片并用置數法，設計成三進制。 由74LS160功能知LD為置數端，CR為清零端。用置數法時，應將CR ENT還有ENP接高電平。由同步置數公式Nb=Na+M-1，三進制M應為3，置入數Na為0，代入公式得Nb=2。 即應將QB接入與非門，與非門輸出端接LD端。這就構成了三進制計數器，下圖為三進制仿真圖，圖2。 
圖2 2.開關控制電路當兩個開關斷開時，表示汽車正常行駛指示燈滅； 當第一個開關閉合時，表示右轉彎，右側三個指示燈依次循環點亮； 當第二個開關閉合時，表示左轉彎，左側三個指示燈依次循環點亮； 當兩個開關同時閉合時，表示剎車，所有燈閃爍。 開關電路真值表 表3 | | | | | | | | | | | | | | | | | | |  1 | | | | | |
圖3為開關部分仿真圖
74LS138和顯示驅動電路的使能端信號分別為G和A。 邏輯表達式為 G=S1⊕S0
 A=S0S1  圖3 3.譯碼器74LS138 譯碼電路由3-8線譯碼器74LS138（如圖4）和6個與非門構成。74LS138的三個輸入端A2、A1、A0分別接S1、Q1、Q0，而Q1Q0是三進制計數器的輸出端。當S1=0、S0=1,使能信號A=G=1，計數器的狀態為00，01，10時，74LS138對應的輸出端0Y,1Y,2Y依次為0有效(4Y,5Y,6Y信號為“1”無效)，即反相器G1~G3的輸出端也依次為0，故指示燈D1→D2→D3按順序點亮示意汽車右轉彎。若上述條件不變，而S1=1、S0=0，則74LS138對應的輸出端4Y、5Y、6Y依次為0有效，即反相器G4~G6的輸出端依次為0，故指示燈D4→D5→D6按順序點亮，示意汽車左轉彎。當G=0，A=1時，74LS138的輸出端全為1，G6~G1的輸出端也全為1，指示燈全滅燈；當G=0，A=CP時，指示燈隨CP的頻率閃爍。  圖4 4.555定時器多諧震蕩電路構成信號源由于555定時器構成的多諧振蕩器的振蕩頻率穩定,不易受干擾。而且本實驗中控制電路對脈沖精度要求不高,只要能實現可調即可。故選擇采用NE555構成多諧振蕩器作為脈沖電路。輸出頻率為f=1.43/(R1+2R2)C。當取R1=10K,R2=510K,C=1Uf時可算出產生的頻率為1hz。即使得周期為1s。  圖5 四、系統仿真/測試：- 當汽車正常運行時，S1=S0=0,使G=0,W=1，74LS138的輸出端全為1，G6~G1的輸出端也全為1，指示燈全滅燈。
 圖6 2.汽車左拐時，S1=1,S0=0時，使得A=G=1,74LS138對應的輸出端4Y、5Y、6Y依次為0有效，即反相器G4~G6的輸出端依次為0，故指示燈D4→D5→D6按順序點亮，示5意汽車左轉彎。 
圖7 3.汽車右拐時，S1=0,S0=1時，使能信號A=G=1，計數器的狀態為00，01，10時，74LS138對應的輸出端0Y,1Y,2Y依次為0有效(4Y,5Y,6Y信號為“1”無效)，即反相器G1~G3的輸出端也依次為0，故指示燈D1→D2→D3按順序點亮示意汽車右轉彎如圖 
圖8 4.當汽車剎車時,S1=S0=1時,G=0,A=CP,指示燈隨CP的頻率閃爍 
圖9 五、電路安裝調試： 在電路連接中，連接了4次才成功。每次左轉彎右轉彎時有幾個燈不符合仿真效果，而剎車隨時鐘信號CP亮時，是正確的。剛開始我們以為接錯了，就重新接了。重新接之后還是沒改變這個尷尬的情況。我們小組經過討論后，認為可能是元器件一損壞，接下來將每個元器件進行功能測量，最后發現沒有元器件損壞。這些問題都排除，就只剩下線路接觸不良。我發現有些電線插入孔時，可以左右搖擺，從而導致調試不成功。我們將這種線不用進行接線，最后調試成功。圖10為調試成功時的情況.  圖10 6、元件清單：表4 七、總 結：課程設計是一個檢驗與增長知識的一個課堂。通過本次實驗，我對汽車尾燈進行了設計并仿真完成。這將書本上的知識利用到實際的分析解決問題中去，這樣使我們更加牢固的掌握分析與設計的基本知識與理論，更加熟悉的各種不同規模的邏輯器件，掌握邏輯電路的分析和設計的基本方法，為以后的學習奠定基礎。 老師給我們講解原理時，我們發現這次課程設計并不難。但到自己實踐時，會發現總是遇到阻礙。需要將數電課本上的知識運用進來。在設計時我發現先要進行每個模塊的設計，然后再將每個模塊聯合起來。所有我首先要分析汽車尾燈顯示狀態與汽車運行狀態的關系，然后對汽車尾燈控制器進行功能描述，確定汽車尾燈控制器的結構框圖，最后進行電路設計。在電路設計過程中，先進行模式控制電路的設計，然后用到了74LS160構造一個三進制計數器，再進行開關的設計，再設計譯碼與顯示電路，最后用6個發光二極管組成尾燈狀態顯示電路，各個結構的電路設計好了之后，組合起來就設計好了汽車尾燈控制器的邏輯電路。 通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。
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