一、概述
本次设计是基于集成芯片LM555、74LS160、74LS138以及门电路的设计，实现汽车尾灯的控制电路的功能。通过两个按键的打开、闭合来模拟汽车的左转、右转、刹车、正常行驶四种工作状态，进而控制六个发光二极管的亮灭。
汽车尾灯的设计要求要实现以下功能：汽车正常运行时指示灯全灭；汽车右转弯时，右侧三个指示灯按右循环顺序点亮；汽车左转弯时，左侧三个指示灯按左循环顺序点亮；汽车临时刹车时所有指示灯同时闪烁。
在实际应用中，通过尾灯的变化可以很清晰的知道汽车的运行状态。本次可设不但只可以应用于汽车尾灯，在很多领域中均可应用，例如实时监测电机等设备的工作状态等。电路简单，应用广泛，具有很高的实际应用价值。
二、方案论证
方案一：
依靠译码器74LS138实现灯的循环点亮，通过译码器地址码的改变来实现对输出端哪个灯亮的控制。地址码选择的改变要依靠74LS160产生的三进制计数器实现。74LS160的有效脉冲由555构成的多谢振荡电路实现，并且结合多谐振荡电路同时可以实现灯的闪烁功能。
    方案一原理框图如图1所示。
图1  系统电路的原理框图
方案二：
本方案依靠移位寄存器74LS194实现灯的循环点亮，而脉冲采用晶振分频得到。
本设计采用的是方案一。由于晶振电路频带窄，不能用于带宽滤波，不适合用于脉冲发生器的设计。电路比较繁冗；555构成多谐振荡电路实现延时较容易实现且电路不复杂，且性价比较高。电路相对比较简单。经过比较，最终选定方案一为最终的方案。
三、电路设计
1.直流稳压电源电路
对220V市电依次进行降压、整流、滤波后，输出电压大概是9V左右，然后再利用稳压芯片LM7805稳压成稳定的5V输出给整个电路。LM7805三端稳压器件最常用的线性降压型 DC/DC 转换器，只要输入端电压在一定范围内，其输出端电压就是稳定的5V。
直流稳压电源的方框图如图2所示。直流稳压电源电路图如图3所示。
图2  直流稳压电源方框图
图3  直流稳压电源电路图
2、555多谐振荡电路
    由555定时器构成的多谐振荡器时输出频率为：
汽车指示灯
故电路的振荡周期为
振荡频率为
考虑到连接实物的频率不能太大避免肉眼无法分清灯的闪烁，所以先固定电容为0.1uF,即电容为104，然后取电阻R1=R2=680KΩ，则选定周期为145ms。只要大于50ms人的肉眼就可以分清，所以这样选择电阻电容值可以达到目的。
555多谐振荡电路如图4所示。
图4  555多谐振荡电路
                           
3.三进制计数器电路
    利用74LS160产生三进制计数器。当计数器输出端从0000~0011时将计数器清零，在0011那一时刻一瞬间就清零，故计数器经历了从0000~0010共三个状态，遂构成三进制计数器。其电路图如图5所示。
图5  三进制计数器电路
4.译码、显示电路
    译码显示电路如图6所示。
图6  译码显示电路
   
    译码显示电路利用译码器74LS138实现循环点亮，三八译码器的A、B两端接计数器74LS160的输出端QA、QB。三与非门的一个输入端接脉冲CLK。利用两个开关模拟汽车的运行状态。两个开关组合，分别有打开、闭合两种状态，共四种状态，分别表示汽车的左转、右转、正常行驶和紧急刹停。
    如表1所示。
表1 开关表示汽车运行状态
A
B
运行状态
0
0
正常运行
0
1
右转
1
0
左转
1
1
刹停
四、性能的测试
1.直流稳压电源的测试
    测量将市电交流220V降压整流滤波后的电压、经过稳压芯片LM7805稳压后的电压值。测量点如图7所示。测量结果如图8所示。
图7  直流稳压电源电路测量点连接方式
图8  稳压电路输出波形图
2.555电路测试
    测量555构成的多谐振荡电路产生的频率。测量图如图9所示。测量结果如图10所示。
    由图10可知，此555电路的振荡周期是146ms，既振荡频率为6.85HZ。
图9  多谐振荡测量频率电路
图10  555多谐振荡频率输出波形