1.设计要求
(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
表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 | 按D1 D2 D3顺序点亮 |
1 0 | 左转弯 | 按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。
图1-1 汽车尾灯控制电路总框图
表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74LS138和6个与非门构成。74LS138的三个输入端A2,A1,A0分别接S1,Q1,Q0,而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1,GATE6-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G和A,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=S1’S0+S1S0’ A=(S1S0)’+S1S0CP=(S1S0*(S1S0CP)’)’
表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。
图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 |
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