汽车尾灯控制电路 verilog课设

汽车尾灯控制电路 verilog课设（共2篇）

汽车尾灯控制电路 verilog课设 篇1

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一.概述

汽车尾灯控制电路是很常用的工作电路,在日常的生活中有着很广泛的应用.汽 车行驶时,会出现正常行驶,左转弯,右转弯,刹车四种情况,针对这四种情况可以 设计出汽车尾灯的控制电路来表示这四种状态.设计一个汽车尾灯控制电路,技术指标如下: 假设汽车尾部左右两侧各有 3 个指示灯(用发光二极管模拟);汽车正常运行时指示灯全灭;汽车左转弯时,左侧 3 个指示灯按左循环顺序点亮;汽车右转弯时,右侧 3 个指示灯按右循环顺序点亮;临时刹车时所有指示灯同时闪烁.二.方案论证

方案一: 汽车尾灯控制电路主要由 D 触发器逻辑电路,左转,右转控制电路,刹车控制电 路构成.首先将脉冲信号 CLK 提供给 D 触发器逻辑电路.用三片 D 触发器设计一个逻辑电路可以产生 001,010,100 的循环信号.将此信号作为左转,右转的原始信号.设置左转控制开关和右转控制开关.通过开关的控制将左转,右转的原始信号通过逻辑电路分别输出到左,右的 3 个 汽车尾灯上.这部分电路起到信号分拣的作用.设置刹车控制开关,将脉冲信号 CLK 提供给刹车控制电路.当开关置为刹车信号时,分拣之后的信号通过逻辑电路实现刹车时所有指示灯随 着时钟信号 CLK 全部闪烁的功能.最终得到的信号即可输出到发光二极管上,实现所需功能.方案一原理框图如图 1 所示.1 CLK D 图 1 方案一原理框图

方案二: 汽车尾灯控制电路主要由开关控制电路,三进制计数器,译码电路,显示,驱动 电路构成.由于汽车左或右转弯时,三个指示灯循环点亮,所以用三进制计数器控制译码器 电路顺序输出低电平,从而控制尾灯按要求点亮.首先,设置两个可控制的开关,可产生 0 0,0 1,1 0,1 1 四种状态.开关置为 0 0 状态时,表示汽车处于正常运行状态.开关置为 0 1 状态时,表示汽车处于右转弯的状态.开关置为 1 0 状态时,表示汽车处于左转弯的状态.开关置为 1 1 状态时,表示汽车处于刹车的状态.其次,设计电路实现所需达到功能.三进制计数器可用两片 D 触发器构成.译码电路可用 3 线—8 线译码器 74LS138 和 6 个与非门构成.显示,驱动电路由 6 个发光二极管和 6 个反向器构成.2 方案二原理框图如图 2 所示.显示,驱动电路

开关控制电路

译码电路

三进制计数器

图 2 方案二的原理框图

最终方案为方案二.电路设计 三.电路设计

1.时钟脉冲电路 由 555 定时器构成的多谐振荡器电路如图 3 所示.12V Vs 1 28.86k R1 4 8 VCC RST DIS THR TRI CON GND 1 OUT 3 6 57.72k R2 7 8 CP 7 6 2 5 10nF C 10nF Cf 0 LM555CM Timer 图 3 由 555 构成的多谐振荡器

接通电源后,电容 C 被充电,Vc 上升,当 Vc 上升到 2/3Vcc 时,触发器被复位, 此时 Vo 为低电平,电容 C 通过 R2 和 T 放电,使 Vc 下降.当 Vc 下降到 1/3Vcc 时, 触发器又被复位,Vo 翻转为高电平.周期 T 为: T=(R1+2R2)Cln2≈0.7(R1+2R2)C 这样,通过控制电容充放电时间,使多谐振荡器产生时钟信号.2.开关控制电路 开关控制电路如图 4 所示.3 VCC 5V VCC J1 Key = A 10 R1 200? 0 U7B U15B 12 C G VCC 5V U3A VCC 74LS136D J2 Key = B 11 R2 200? 0 13 74LS00D 74LS04D U9B D U16A 14 74LS00D CP 74LS10D 图 4 开关控制电路

电路通过控制开关 A,B 的断开和闭合,实现正常行驶,左转弯,右转弯,刹车四 种状态.AB 置为 0 0 状态时,表示汽车处于正常运行状态.AB 置为 0 1 状态时,表示汽车处于右转弯的状态.AB 置为 1 0 状态时,表示汽车处于左转弯的状态.AB 置为 1 1 状态时,表示汽车处于刹车的状态.3.三进制计数器 原理图如图 5 所示.4 VCC 5V 2 ~1PR 4 1 1J 1CLK ~1Q ~1CLR 3 14 1Q 15 U2A A VCC 16 1K 74LS76D 1 3 2 2 U2B 1Q 15 ~1PR 4 1 1J 1CLK ~1Q ~1CLR 3 14 B 16 1K 74LS76D 图 5 三进制计数器原理框图

4.译码,显示驱动电路 译码,显示驱动电路如图 6 所示.VCC U4A 74LS00D U5A 9 U10A LED1 23 R3 17 200 5V A B1 2 C 3 6 G4 5 U1 A B C G1 ~G2A ~G2B Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 15 14 13 12 11 10 9 7 74LS04D U11A LED2 3 10 24 R4 18 16 200 74LS00D 74LS04D 4 U6A U12A 5 LED3 11 25 R5 19 6 7 8 200 74LS04D U13A LED4 R6 12 20 26 200 74LS00D 74LS04D U8A U14A LED5 R7 13 21 27 200 74LS00D 74LS04D U9A U15A LED6 R8 14 22 28 200 74LS00D 74LS04D 74LS00D U7A 0 74LS138D VCC 图6 译码,显示驱动电路 5 四,性能的测试

利用 Multisim10 进行测试和仿真.1.当汽车正常行驶时,AB 置为 0 0 状态,指示灯全灭.仿真结果如图 7 所示.图7 正常行驶仿真结果

2.当汽车左转弯时,AB 置为 1 0 状态,左侧 3 个指示灯按 LED1->LED2->LED3 顺 序循环点亮.仿真结果如图 8 所示.6 图8 左转弯仿真结果

3.当汽车右转弯时,开关置为 0 1 状态,右侧 3 个指示灯按 LED4->LED5->LED6 顺 序循环点亮.仿真结果如图 9 所示.7 图9 右转弯仿真结果

4.当汽车刹车时,AB 置为 1 1 状态,所有指示灯全部随着时钟信号闪烁.仿真结果如图 10 所示.8 图 10 刹车仿真结果

五.结论

电路的主要特点是选用简单常见的元器件,充分利用所学知识.通过仿真结果可以看出,符合任务书中所要求的性能指标,完成所需功能.六.性价比

本电路采用的都是简单且常见的元器件, 价格相对便宜, 性能基本符合技术要求.适用于对技术要求不是十分严格的电路.因此,本电路的性价比较高.七,课设体会及合理化建议 课设体会及合理化建议

这次总的说来收获很大,但在独立设计过程中着实也遇到了不少困难.比如开始 时不知用什么逻辑器件使输出为 001,010,100 的循环,以使指示灯按一定的顺序依 次点亮, 后经过与同学的讨论最终使问题得到了解决, 我想这也是最吸引我们的地方, 当真正投入时才发现乐在其中.一开始对软件不熟悉,刚进行上机设计时很不顺手,遇到不少麻烦,经过自己的 学习和老师的指导,才完成了电路的设计并成功进行了仿真.9 参考文献

[1] 刘修文主编.实用电子电路设计制作.[M]北京:中国电力出版社,2005 年 [2] 朱定华主编.电子电路测试与实验.[M]北京:清华大学出版社,2004 年 [3] 路勇主编.电子电路实验及仿真.[M]北京:北京交通大学出版社,2004 年 [4] 阎石主编.数字电子技术.[M]北京:高等教育出版社,2006 年 [5] 谢自美主编.电子线路设计实验测试.[M]武汉:华中科技大学出版社,2006 年 [6] 华满清主编.电子技术实验与课程设计.[M]北京:机械工业出版社,2005 年

附录Ⅰ 附录Ⅰ 总电路图 11 附录Ⅱ 附录Ⅱ 元器件清单

序号 编号 名称 型号 数量

R1, R2, R3, R4, R5, R6, 电阻 R7,R8, R9 R10 LED1,LED2, LED3,LED4, LED5,LED6, U2A,U2B, U10A,U11A, U12A,U13A, U14A,U15A, U15B, 电阻 电阻 200 8 2 3 28.86k 57.72k 1 1 4 发光二极管 LED 6 5 JK 触发器 74LS76 2 6 非门 74LS04 7 7 U4A,U5A,U6A, U7A,U7B,U8A, 与非门 U9A,U9B 74LS00 8 9 10 11 12 U16A, 与非门 直流电源 直流电源 74LS10 5V 12V DIPSW1 1 4 1 2 J1,J2, 开关

U17, U1, U3A, 555 定时器 LM555CM 译码器 异或门 74LS138 74LS136 1 1 1 12 1

汽车尾灯控制电路 verilog课设 篇2

1 电路设计要求及控制原理

汽车在行驶过程中一般会发出“左转弯”、“右转弯”、“超车”、“刹车”和“靠边停车”等信息。本文设计出控制汽车六个尾灯的电路, 具体要求当汽车在正常的直行的过程中, 所有的灯全部熄灭;当汽车右转弯时, 汽车右面的3个尾灯从左到右依次亮灭;当汽车左转弯时, 汽车左面的3个尾灯从右到左依次亮灭;当汽车刹车时, 汽车的6个尾灯同时闪烁。用六个LED灯分别代表汽车尾部两侧的三个灯, 另外使用两个开关代表转弯信号, 一个开关代表左转弯, 另一个代表右转弯信号。如果两个开关同时接通时, 代表汽车紧急刹车, 六个灯同时闪烁用于警示过往的行人和车辆。表1清晰的表示出汽车尾灯的设计要求。

汽车尾灯智能控制电路包括三部分—驱动电路、控制电路和显示电路。因为当汽车转弯时需要控制三个LED灯循环闪烁, 因此要使用三进制的计数器控制尾灯按照要求顺次点亮闪烁。将6个指示灯连接到译码器相应的输出端, 通过改变其输入控制灯循环亮灭。根据给定条件下指示灯的开关状态, 从而得出汽车尾灯相关的逻辑功能表。

2 电路设计

2.1 驱动电路的设计

尾灯智能控制电路主要包括驱动电路、开关控制部分、显示部分和时钟部分。对于驱动电路的设计主要任务是构建一个同步的三进制计数器。本文使用十进制计数器74160N采用置数法制成三进制计数器。进行重新置数时首先令接地状态外为0, 当=0100时因为74160N的输入端是低电平有效, 所以将的一端经过一个非门后连接到74160N的输入端 (LOAD端) 。

另外, 使用74L138C型的3-8译码器, 产生对应着三位二进制表示的8中状态的输出信号, 138译码器8种输入代码对应着输出端唯一一根输出线上的高电平信号。在上文已经利用十进制计数器制成了三进制计数器, 即有11、10、00这三种状态, 这样只需要在138译码器的输入端增加一个控制开关就可以组成000、100、010、001、101、110这六种不同的状态。

2.2 显示电路和开关控制电路的设计

138译码器的输出的控制信号, 设计中要求我们需要出现全部尾灯闪烁状态, 此时我们就要把时钟脉冲考虑进来, 对G1而言, 高电平有效, 需要尾灯闪烁时, 此时我们可以考虑令其处于低电平0状态。由于译码器为输出低电平有效, 探测器为高电平有效, 所以我们考虑在探测器输入端加一与非门, 除刹车外, 与非

门的另一端均为高电平;其他情况为时钟脉冲, 此端标记为A。两个开关有四种状态, 我们令每个开关的两端分别接地和5V电源。通过上面的分析可知, CLK、K1、K2和A之间是相互联系的, 通过卡诺图化简可知,

A=K1'+K2'+CLK

由此能够得到开关控制的真值表, 通过分析真值表可知, G1、K1、K2构成异或关系。综合上面分析可以得到尾灯控制电路图。

3 电路仿真验证

根据上文控制原理图, 使用Multisim软件进行相关的控制仿真, 在软件上根据原理图连接好每一个元件, 同时将时钟脉冲设置为50Hz, 然后对汽车尾灯的控制电路进行仿真验证。

首先验证汽车在正常的行驶过程中的状态。按下键盘上的C和D两键, 使两开关接地, 如果各探测器灯均处于熄灭状态。即实现正常行驶。接着验证汽车在进行左转弯和右转弯时的状态。反复按下D键, 上面的三个探测器的灯循环依次点亮。反之, 下面的三个探测器依次点亮。即实现左/右转弯的功能。最后验证汽车处于刹车时的状态。同时按下C、D两个按键使六个LED灯同时闪烁表示刹车, 提醒过往的行人和车辆注意。

4 结论

随着社会经济的快速发展, 公路上的车辆日渐增多同时交通事故的数量也日益增加, 汽车尾灯能够将其行驶状态很好的告知路人和周围行驶的车辆, 提高汽车行驶的安全性。本文设计了汽车尾灯智能控制电路, 并且进行了验证, 通过验证可以这种控制电路能够很好的实现对汽车尾灯的智能控制。

参考文献

[1]阎石.数字电子技术基础 (第5版) [M].北京:高等教育出版社, 2006.