汽车尾灯优秀课程设计优质报告.doc

课程设计汇报

课程名称： 电子技术课程设计
设计题目： 汽车尾灯控制器
专 业： 电气工程及其自动化
班 级： 学号 0240315
学生姓名： 李 博
时 间： 年 2月 27 日～3月 2 日

―――――――以下指导老师填写―――――
分项成绩：出勤 成品 答辩及考评
总 成 绩：总分 成绩
指导老师：

课程设计汇报要求和成绩评定
1 汇报基础内容
序言，目录，任务书，正文，参考文件。
2 书写用纸
A4复印纸。
3 书写要求
关键部分手工双面或单面书写（计算机绘图等指定内容可打印），字迹清楚，每页20行左右，每行30字左右，排列整齐；页码居中写在页面下方；纸面上下左右4侧边距均为2厘米。
序言和目录合写作为第一页；参考文件接正文书写，不另起页。
公式单占一行居中书写；插图要有图号和图题，图号和图题书写在插图下方；表格要有表号和表题，表号和表题在表格上方书写；物理量单位和符号、参考文件引用和书写和图纸绘制要符合相关标准要求；相关细节可参考我院《毕业设计成品规范》。
4 装订
装订次序：封面，序言和目录，任务书，正文及参考文件，图纸，封底；左边为装订边，三钉装订，中间钉反向装订。
5 成绩评定
课程设计成绩由出勤（10分）、汇报书写规范性及成品[注]质量（30分）、答辩及考评（60分）三部分成绩合成后折合为优异（90－100分）、良好（80－89分）、中（70－79分）、及格（60－69分）或不及格（60分以下）。
注：成品含义由课程设计任务书要求，除课程设计汇报外，还能够包含图纸、计算机程序、制作品、试验或测试方案等。

前 言
在当今社会中，数字时代已经成为一个现实，而且时刻影响着大家日常生活，作为数字化基础——数字电子电路，无疑是至关关键。数字电路课程设计便是本课程一个很好实践,更是加深电子技术理论了解关键路径，同时有利于培养我们严谨，探索科学精神。
“汽车尾灯控制电路”作为电子技术基础课程一个实践，利用基础芯片：双向移位寄存器74LS194，二输入和非门74LS00、四输入和非门74LS20、六反相器74LS04、3-8译码器，555定时器及电阻电容进行搭建。综合数字电路和模拟电路知识，提升了我们理实际处理问题能力，有利于增强我们将理论转为实际意识，是一个很好锻炼和学习方法。
在实际设计过程中得到了尚志刚，苏士美等老师鼎力相助，谢谢她们无私指导，“汽车尾灯控制电路”才得以顺利完成。再次祝她们工作顺利，万事如意。
因为时间紧迫和水平有限，本课程设计汇报还存在瑕疵，恳请老师提出指正意见。
作者：李博
3月2日

目 录
第一章 电子课程设计任务书………………………………………………….…….5
第二章 单元电路分析………………………………………………………..………..7
第三章，控制电路各部分分析和设计……………………………………………9
3.1自开启三进制计数器 ……………………………………………………… 9
3.2显示驱动电路及其译码电路……………………………………………… 10
3.3开关电路……………………………………………………………………… …11
3.4脉冲产生电路 ……………………………………………………………….…12
3.5总体电路图……………………………………………………………………..14
第四章，电路安装和调试 …………………………………………………….15
4.3处理方法及效果………………………………………………………………..15
4.2现象统计和原因分析………………………………………………………….15
4.1碰到关键问题………………………………………………………………..15
第五章，关键芯片型号及其引脚说明………………………………………….15
74LS194双向移位寄存器 ，74LS138 3—8译码器 ， 74LS00 四2输入和非门 ， 74LS04 六反相器 ，74LS20 双4输入555定时器引脚图 ……………………………………………………………………………………. 17
第六章： 原 件 清 单 ……………………………………………………………18
第七章：参考文件及其附录…………………………………………………………19

第一章： 郑州大学电气工程学院
电子课程设计任务书
一、课程设计目标及设计内容
电子课程设计是学生在修完“数字电子技术基础”、“模拟电子技术基础”和“电子技术基础试验”后开设设计课程。目标是锻炼学生综合利用电子技术基础知识和动手能力，提升学生使用中规模集成芯片和调试较大型电子系统能力，同时了解基础逻辑单元电路在实际生活中应用，为以后进行复杂综合型电子系统设计和调试打下基础。
经过课程设计，使学生加强对数字及模拟电子技术了解，学会查阅资料、方案比较、方案选择和原理图设计、计算、制作、调试等基础技能，增强分析、处理实际问题能力。
本设计内容是完成一个汽车尾灯控制器设计和制作全过程，包含方案选择、原理图设计、元器件选择、EDA原理图绘制、电路安装调试和制作、撰写完整设计汇报等。
二、关键功效和指标
1．设置两个控制开关J1、J2；
2．汽车尾灯由六个D1～D6发光二极管组成。尾灯和汽车行驶控制关系为：
汽车正常行驶：D1～D6灯灭
汽车右转弯：D1～D3灯灭， D4～D6按右循环次序点亮
汽车左转弯：D1～D3按左循环次序点亮， D4～D6灯灭
汽车临时刹车或故障：D1～D6随时钟CP同时闪烁
三、关键元器件及仪器设备
双向移位寄存器74LS194、二输入和非门74LS00、四输入和非门74LS20、六反相器74LS04、555定时器。
发光二极管、开关、电容、电阻等，试验板，稳压电源，万用表。
四、设计成品要求
1．课程设计汇报1份；
2．制作成品1套。
五、参考资料
1．康华光.电子技术基础(数字部分).第四版.北京:高等教育出版社,
2．21IC中国电子网（）
3．阎石．数字电子技术基础．第四版．北京：高等教育出版社，1998
4．自己补充资料
六、进度安排
进行时间：一周
星期一：下达设计任务；查资料、方案设计、原理图设计、元器件选择；
星期二：各小组讲解设计方案，检验经过后领元器件及工具；
星期三、四：安装、调试，实现各项功效要求；
星期五：撰写设计汇报，答辩。
附：设计框图

附：设计汇报格式要求
名 称
一、设计任务及要求。
二、原理框图：说明各框图功效及各框图联络。
三、选择元件、参数，列出材料清单，列出集成芯片外管脚图，型号、功效表、部分参数计算过程。
四、所用仪器、设备。
五、绘制EDA电路原理图，分析电路工作原理。
六、布线、安装、调试：统计过程，出现问题，处理方法。
七、总结心得体会：感受、想法、新设想、改善等。
八、参考资料

第二章：单元电路分析
用两路开关模拟汽车运行情况：尾灯和汽车运行状态表

表1；尾灯和汽车运行状态表
1.2
因为汽车左右转弯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次序输出低电平，从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下，各指示灯和各给定条件（S1,S0,CP,Q1,Q0）关系如表2（表中0表示灯灭，1表示灯亮状态）。

表2;汽车尾灯控制逻辑功效表

1.3
汽车尾灯控制电路原理框图图1
图1；汽车尾灯控制电路原理框图
图所表示控制电路分为显示及其驱动电路，译码电路，三进制计数器产生电路，及其开关控制电路。
第三章，控制电路各部分分析和设计
3.1自开启三进制计数器
因为现在仅有双向移位寄存器74LS194，不过通常使用步骤必需先为寄存器存入初值，所以为了实现计数器功效，必需使74LS194能够自开启，现设计以下：

图2自开启三进制计数器
S0=H;S1=L;则选择串行右移 QA,QB经过一个组合和非门接到SR引脚，从而实现自开启三进制计数器功效。

表3：T1,T2随时钟周期改变
3.2显示驱动电路及其译码电路

图3：显示及其驱动电路
其显示驱动电路由六个发光二极管管和六个反相器组成；译码电路由3-8线译码器74LS138和六个和非门组成（74LS00）。74LS138三个输入端A、B、C分别接S1、T2、T1，而T2、T1是三进制计数器输出端。当S1=0、使能信号EN-A=EN-B=1，计数器状态为00，01，10时，74S138对应输出端依次为0有效（信号为“1”无效），即反相器G1~G3输出端也依次为0，故指示灯按次序点亮示意汽车右转弯。若上述条件不变，而S1=1，则74LS138对应输出端依次为0有效，即反相器G4~G6输出端依次为0，故指示灯暗次序点亮，示意汽车左转弯。
当EN-B =0，EN-A=1时，74LS138输出端全为1，G6~G1输出端也全为1，指示灯全灭灯；当EN-B =0, EN-A =CP时，指示灯随CP频率闪烁。
3.3开关电路
由表4知：

表4：S1，S2，CP,EN-A,EN-B逻辑关系表

EN-B
EN-A

易知开关产生 图4

图4：开关控制电路
3.4脉冲产生电路
利用555定时器产生多谐振荡，从而在输出端产生脉冲，作为触发信号

图5；555定时器多谐振荡电路
其原理：
设电容初始电压＝０，t＝０时接通电源，因为电容电压不能突变，所以高、低触发端＝＝０<ＶＣＣ，比较器Ａ1输出为高电平，Ａ２输出为低电平，即，（1表示高电位，0表示低电位），触发器置１，定时器输出此时，定时器内部放电三极管截止，电源经，向电容Ｃ充电，逐步升高。当上升到时，输出由０翻转为１，这时，触发顺保持状态不变。所以0<t<期间，定时器输出为高电平１。
时刻，上升到，比较器输出由１变为０，这时，，触发器复０，定时器输出。
期间，，放电三极管Ｔ导通，电容Ｃ经过放电。按指数规律下降，当初比较器输出由０变为１，Ｒ－Ｓ触发器，Ｑ状态不变，状态仍为低电平。
时刻，下降到，比较器输出由1变为0，R---S触发器1，0，触发器处于1，定时器输出。此时电源再次向电容C放电，反复上述过程。
经过上述分析可知，电容充电时，定时器输出，电容放电时，0，电容不停地进行充、放电，输出端便取得矩形波。多谐振荡器无外部信号输入，却能输出矩形波，
其实质是将直流形式电能变为矩形波形式电能。
由图5可知，振荡周期。为电容充电时间，为电容放电时间。
充电时间
放电时间
矩形波振荡周期
所以改变、和电容C值，便可改变矩形波周期和频率。

3.5总体电路图

图6 总体电路图
经过以上所述设计内容及要求分析，能够图6汽车尾灯控制器电路原理图将电路分为以下几部分：
首先，经过555定时器产生脉冲信号，该脉冲信号用于提供74LS194时钟信号以组成三进制计数器和开关控制电路中四输入和非门输入信号。
其次，74LS194组成三进制计数器产生00、01、10循环信号，此信号提供左转、右转原始信号。
最终，左转、右转原始信号经过6个和非门，6个非门和74LS20提供高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右3个汽车尾灯上。得到信号即可输出到发光二极管上，实现所需功效

第四章，电路安装和调试
4.1碰到关键问题
按以上设计连接好电路后，看不到显著现象。
4.2现象统计和原因分析
灯亮时亮度显著不够；限流电阻太大
4.3处理方法及效果
将六个电阻换上阻值更小200R左右，，直接用逻辑开关控制灯。经过验证后，能得出预期效果。

第五章，关键芯片型号及其引脚说明图
5.1 74ＬＳ１９４　双向移位寄存器　引脚图图７；

图７：双向移位寄存器:７４ＬＳ１９４引脚图
引脚介绍：时钟CP和四个数据输入端P0~P3
清零/MR
使能CEP，CET
置数PE
数据输出端Q0~Q3
和进位输出TC. (TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET)
5.2 74LS138 3—8译码器

图8: 3——8译码器管脚图
5.3 74LS00 四2输入和非门

图9四2输入和非门
5.4 74LS04 六反相器

图10 74LS04 六反相器
5.5 74LS20 双4输入和非门

图11双4输入和非门
5.6 555定时器引脚图

图12 555定时器引脚图

第六章： 原 件 清 单
名称
数量
参数及其备注
74LS138
1

74LS194
1

555定时器
1

74LS20

1

4输入和非门
74LS04
2
6门反相器
74LS00
4
2输入和非门
碳膜电阻
6
200R 1/4W
碳膜电阻
6
10K 1/4W
电解电容
1
10V 0.01μF
电解电容
1
10V 47μF
导线
若干

面包板
4

万用表
1

第七章：参考文件：
1、康华光等编著.《电子技术基础数字部分（第五版）》 北京：高等教育出版社，
2、阎石主编. 数字电子技术基础. 北京：高等教育出版社，1998
3、吕思忠，施齐云编. 数字电路试验和课程设计. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，
4、朱定华等编. 电子电路测试于试验. 北京：清华大学出版社，
5．21IC中国电子网（）

第八章： 附录：
电子技术课程设计心得
经过此次课程设计，使我愈加扎实掌握了相关数字集成芯片应用方面知识，在设计过程中即使碰到了部分问题，但经过一次又一次思索，一遍又一遍检验最终找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面知识欠缺和经验不足。实践出真挚，经过亲自动手制作，使我们掌握知识不再是纸上谈兵。
过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不停发觉错误，不停更正，不停领悟，不停获取。最终检测调试步骤，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”知行观。这次课程设计最终顺利完成了，在设计中碰到了很多问题，最终在老师指导下，最终迎刃而解。在以后社会发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能碰到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦发觉问题之所在，然后进行处理。只有这么，才能志在必得，才能在以后道路上劈荆斩棘，达成成功，收获喜悦。
课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识和专业技能上提升，一门辩思课，给了我很多道，给了我很多思，给了我莫大空间。同时，设计让我感慨很深。使我对抽象理论有了具体认识。经过这次课程设计，掌握了数字基础仪器仪表使用方法及其74系列部分芯片使用，熟悉了电子设计通常步骤和方法；科研过程艰辛和思索对科研关键性，及其怎样提升实际处理问题能力和水平，掌握了自主查询资料，身体力行处理问题能力。也了解了所学课程在实际生活中应用。
在此次课程设计中不仅培养了独立思索、动手操作能力，其它多种其它能力上也全部有了提升。更关键是，在试验课上，我们学会了很多学习方法。而这是以后最让我们受益匪浅。要面对社会挑战，只有不停学习、实践，再学习、再实践。这对于我们未来也有很大帮助。以后，不管有多苦，我想我们全部能苦中作乐。
回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，能够说得是苦多于甜，不过能够学到很多很多东西，同时不仅能够巩固了以前所学过知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过知识。经过这次课程设计使我知道了理论和实际相结合关键性。只有理论知识是远远不够，只有把所学理论知识和实践相结合起来，将理论应用到实际中，才能真正为社会服务，从而在提升自己实际动手能力和独立思索能力同时为社会服务，发挥自己价值。
试验过程中，也对团体精神进行了考察，培养了我们团体协作精神，共同体会到成功后喜悦心情。团结就是力量，只有相互之间默契融洽配合才能换来最终完美结果。
此次设计也让我明白了思绪即出路，有什么不懂不明白地方要立即请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思索，动手实践，就没有弄不懂知识，收获颇丰。
当然设计能够做到这么完美，也离不开尚志刚老师，苏士美等老师悉心指导，点化和无私帮助。在此表示深深地感谢，也由衷祝福你们身体健康，工作顺利，心想事成，万事如意！