目录
一、设计课题任务和要求 (2)
二、总体方案选择的论证 (2)
三、单元电路的设计 (4)
四、总体电路图、功能单元电路图 (6)
五、组装与调试 (9)
六、所设计电路的特点以及改进意见 (11)
七、所用元器件的编号列表 (11)
八、参考文献 (11)
九、收获、体会和建议 (12)
十、附录 (12)
一、设计课题任务和要求
当接通左转或右转电键时，左侧或右侧的3个汽车尾灯按照左循环或右循环的顺序依次点亮。
当接通刹车电键时，汽车所有的尾灯点亮。
当接通检查电键时，汽车所有的尾灯同时闪烁（0.5—1S/次）。
二、总体方案选择的论证
为了区分汽车尾灯的4种不同的显示模式，我们设置4个状态控制变量。假定用开关K1、K2、K3、K4进行显示模式控制，可列出汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系，如下表1所示。
开关控制
汽车状态左尾灯D1、D2、D3 右尾灯D4、D5、D6 K1 K2 K3 K4
0 1 1 1 左转弯按D3、D2、D1顺
序循环点亮
熄灭
1 0 1 1 右转弯 熄灭 按D4、D5、D6顺序
循环点亮
1 1 0 1 刹车 同时点亮 同时点亮 1
汽车尾灯1
1
检查
同时闪烁
同时闪烁
表1 汽车尾灯和汽车运行状态
在汽车左右转弯行驶时由于3 个指示灯被循环顺序点亮，所以可用一个三进制计数器的状态控制译码器电路顺序输出高电平，按要求顺序点亮3个指示灯。设三进制计数器的状态用Q1和Q0表示，可得出描述指示灯D1、D2、D3、D4、D5、D6与开关控制变量K1、K0，计数器的状态Q1、Q0以及时钟脉冲CP 之间关系的功能表如表2所示（表中指示灯的状态“1”表示点亮，“0”表示熄灭）。
开关 计数器状态 汽车尾灯状态
K1 K2
K3
K4
Q1 Q0 D1 D2 D3 D4 D5 D6
0 1 1 1
0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0
1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0
1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 - - 1 1 1 1 1 1 1
1
1
-
-
CP
CP
CP
CP
CP
CP
表2 汽车尾灯控制器功能表
根据以上设计分析与功能描述，可以得出汽车尾灯控制器的结构框图，如图1所示。
图1 汽车尾灯控制器的结构框图
三、单元电路的设计
3.1 秒脉冲电路的设计
由555定时器构成的多谐振荡器。由于555定时器内部的比较器灵敏度高，输出驱动电流大，功能灵活，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度的影响很小。所以由555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率稳定，不易受干扰。
根据多谐振荡器周期表达式)C 2R 0.7(R T 21+=，可取40K ΩR 1=、
Ω=50K R 2、F 10C μ=，可使T 1≈S 。
3.2 三进制计数器电路的设计 三进制计数器的状态表如下表所示。
三进制计数器的状态表
现态
次态
Q1 Q0 Q1 Q0 0 0 0 1 0 1 1 0 1
上表状态所对应的驱动方程为：
n 0
Q D1= n
n Q Q D 100=
由D触发器构成的三进制计数器：两个D触发器可由一片双D触发器74LS74芯片实现，以及74LS00与非门和74LS04非门来实现此电路。
3.3开关控制电路的设计
设译码器与显示驱动电路的使能控制信号为G1和F，G1与译码器74LS138的使能输入端G1相连接，F与显示驱动电路中与非门的一个输入端相连接。由总体逻辑功能可知，G1和F与开关控制变量，K1、K2以及时钟脉冲CP之间的关系如表3所示。
开关控制时钟
脉冲
使能信号控
制端电路工作状态
K1 K2 K3 K4 CP C G1 F
0 1 1 1 - 0 1 1 汽车左转弯行驶（此时译码器在计数器控制下工作，显示驱动电路中的与非门输出取决于译码器输出，左侧尾灯D1、D2、D3在译码器输出作用下顺序循环点亮）
1 0 1 1 - 1 1 1 汽车右转弯行驶（此时译码器在计数器控制下工作，显示驱动电路中的与非门输出取决于译码器输出，右侧尾灯D4、D5、D6在译码器输出作用下顺序循环点亮）
1 1 0 1 - - 0 0 汽车刹车（此时译码器不工作，译码器输出全部为高，显示驱动电路中的与非门输出均为高，反相器输出均为低，尾灯全部点亮）
1 1 1 0 CP - 0 CP
汽车检查（此时译码器不工作，译码器
输出全部为高，时钟脉冲cp通过显示驱
动电路中的与非门作用到反相器输出
端，使左右两侧的指示灯在时钟脉冲cp
作用下同时闪烁）
表3 使能控制信号与开关控制变量、时钟脉冲的关系
3.4译码及显示驱动电路设计
译码与显示驱动电路的功能是：在开关控制电路输出和三进制计数器状态的作用下，提供6个尾灯控制信号，当译码驱动电路输出的控制信号为低电平时，相应指示灯点亮。因此，译码与显示驱动电路可用74LS138、6个与非门和6个反相器构成。图中，译码器74LS138的输入端C、B、A分别接C、Q1、Q0。当图中G1=F=1、C=0时，对于计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯D3、D2、D1对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯D3、D2、D1依次顺序点亮，示意汽车左转弯；当图中G1=F=1、C=1时，对于计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯D4、D5、D6对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯D4、D5、D6依次顺序点亮，示意汽车右转弯；当图中G1=0，F=1时，译码器输出为全1，使所有指示灯对应的反相器输出全部为高电平，指示灯全部熄灭；当图中G1=0，F=cp时，所有指示灯随cp的频率闪烁。实现了4种不同模式下的尾灯状态显示。
四、总体电路图、功能单元电路图
4.1 电路仿真总电路图
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