1.设计要求
假设汽车尾部左右两侧各有3指示灯,可用实验箱上的电平指示二极管模拟。
(1) 汽车正常运行时,指示灯全灭;
(2) 右转弯时,右侧三个指示灯按右循环顺序点亮;
(3) 左转弯时左侧三个指示灯按左循环顺序点亮;
(4) 临时刹车时所有指示灯同时闪烁。
2.设计过程
1)列出尾灯与汽车运行状态表,如表1-1所示
1-1 尾灯与汽车运行状态表
开关控制
  运行状态
      左尾灯
      右尾灯
S1    S0
      D4 D5 D6
      D1 D2 D3
0      0
  正常运行
        灯灭
      灯灭
0      1
  右转弯
        灯灭
D1 D2 D3顺序点亮 
1      0
  左转弯
  D4 D5 D6顺序点亮
      灯灭
1      1
  临时刹车
              所有的尾灯随时钟CP同时闪烁
2)设计总体框图
  由于汽车左右转弯时,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顺序输出低电平,从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下,各个指示灯与各给定条件(S1,S0,CP,Q1,Q0)的关系,即逻辑功能表如表1-2所示(表中0表示灯灭状态,1表示灯亮状态),由表1-2可得出总体框图,如图1-1所示。
1-1 汽车尾灯控制电路总框图
1-2 控制电路的逻辑功能表
开关控制
三进制计数器
六个指示灯
S1    S0
Q1      Q0
D6    D5    D4 
汽车尾灯D1  D2  D3
0      0     
0    0    0
0    0    0
0      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      0
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      1
         
CP    CP    CP
CP  CP  CP
3)设计单元电路
    三进制计数器电路。由双J-K触发器74LS76构成,可根据表1-2进行设计。
    汽车尾灯控制电路。其显示驱动电路由6个发光二极管和6个反相器构成。译码电路由3-8译码器74LS1386个与非门构成。74LS138的三个输入端A2,A1,A0分别接S1,Q1,Q0,Q1Q0是三进制计数器的输出端。当S1=0时,使能信号A=G=1,计数器的状态位00,01,10时,74LS138对应的输出端Y0’,Y1’,Y2’依次为0有效(Y3,Y4,Y5’信号为1无效),即反相器GATE1-GATE3的输出端也依次为0,故指示灯D1-D2-D3按顺序点亮示意汽车右转弯。若上述条件不变,而S1=1,则74LS138对应的输出端Y4’,Y5’,Y6’依次为0有效,即反相器GATE4-GATE6的输出端依次为0,故指示灯D4-D5-D6按顺序点亮,示意汽车左转弯。当G=0,A=1时,74LS138的输出端全为1GATE6-GATE1的输出端也全为1,指示灯全灭;当G=0.A=CP时,指示灯随CP的频率闪烁。
    开关控制电路。设74LS138和显示驱动电路的使能端信号分别为GA,根据总体逻辑功能表分析及组合得G,A与给定条件(S1,S0,CP)的真值表如表1-3所示,由此表进过整理得逻辑表达式为
    G=S1S0+S1S0 A=(S1S0)’+S1S0CP=(S1S0*S1S0CP)’)
1-3  G,A与给定条件(S1,S0,CP)的真值表
      开关控制
        CP 
      使能信号
      S1    S0
    G          A
      0      0
       
    0          1
      0      1
   
    1          1
      1      0
    1          1
      1      1
        CP 
    0          CP
(5) 设计汽车尾灯总体参考图  由步骤(3)可得出汽车尾灯总体电路,如图1-2所示。
1-2 汽车尾灯控制电路图
3 元器件清单
序号
型号
数量
1
74LS138
1
2
74LS00
2
3
74LS04
2
4
74LS20
1
5
74LS76
1
6
74LS86
1
7
面包板
1
8
导线
若干