汽车车灯控制电路设计方案比较研究
摘要:随着当今社会的发展,汽车的应用越来越多,也已经成为人们生后中必不可少的交通工具,所以其安全问题也受到极大的关注,而其中汽车尾灯扮演了重要的角,是汽车安全必不可少的重要环节。它的存在极大的减少了交通事故的发生。汽车尾灯的实际价值不可估量,现在汽车尾灯的设计也是花样百出,不仅是外观上的多变,而且功能上也是有了很大的提高。本次设计采用的是数字电子技术。汽车尾灯显示控制电路是汽车尾灯电路的重要组成部分,主要完成模式控制与显示驱动功能,具体电路由CP脉冲信号、三进制计数器、开关控制、译码驱动和和显示电路五部分组成。
关键词:汽车尾灯控制电路,数字电子技术,设计
1前言
在现代社会中,汽车已成为不可缺少的交通工具,其不单单是一种代步工具,还是一种社会生活水平的象征。但是,汽车在带给我们方便的同时,也带来了大量的交通事故。据有关部门统计,大量事故都是在几条道路的转弯处发生或是因为前面的车辆突然间刹车,后面的车辆没有
及时注意等情况下发生的,所以汽车尾灯作为一种警示灯,其重要性就体现出来了。通过已经学习过的模拟电路和数字电路的知识,并查阅课外辅导资料,运用Multisim仿真软件的设计和仿真测试,设计一定要求的汽车尾灯控制电路。
1.1设计背景
现代汽车尾灯是19世纪90年代末由美国哥伦比亚号汽车把电灯作为前灯和尾灯,最早提出的一种尾灯结构形式。它是在汽车尾灯逐步进步的基础上发展起来的,其中包含了尾灯的光源及其控制系统、反射镜、照射镜等。随着氙气灯的使用,驾驶的安全性与舒适性得到很大的改善,不仅有助于缓解人们夜间驾驶的紧张与疲劳,而且克服了驾驶人员的安全问题并使汽车的尾灯使用寿命加长。
现代汽车尾灯控制电路一般是用基于微处理器的硬件电路结构构成,但因为硬件电路存在局限性,不能随意的更改电路的功能和性能,所以可靠性不高,因此对汽车尾灯控制系统的发展带来了一定的局限性。目前,汽车尾灯控制电路是一种应用极为广泛的设备,具有很好的性价比。
汽车技术的发展趋势是电子化、智能化、信息化和集成化。当前国际汽车市场上,汽车电子化竞争非常激烈,电子控制系统的应用十分普遍。统计数据表明,在国外著名汽车制造厂商中,每辆汽车平均消耗电子产品费用占整车的30%左右,其中光微处理器多达50多个,越是高档汽车电子化程度越高。汽车电子最显著特征是向控制系统化推进。用传感器、微处理器MPU、执行器、数十甚至上百个电子元器件及其零部件组成的电控系统,正获得极其广泛的市场。
随着汽车工业的发展,汽车尾灯控制电路的发展也日新月异,一体化、轻型化、智能化、美观化已成为汽车尾灯及其控制电路的必然趋势。
2总体方案设计
通过查阅大量相关技术资料,并结合自己的实际知识,我主要提出了两种技术方案来实现系统功能。下面我将首先对这两种方案的组成框图和实现原理分别进行说明,并分析比较它们的特点,然后阐述我最终选择方案的原因。
2.1系统设计方案
2.1.1方案一
方案一如图所示:
图2-1系统方案一原理图
此方案采用AT89C51单片机来完成汽车灯光控制电路的设计。利用单片机丰富的I/0端口,及其控制的灵活性,实现基本的功能要求。汽车车灯控制电路的方框图如2.1所示。电源电路即为驱动单片机工作的电源所设计的电路,它的输出端与单片机的Vcc相连,这个设计电路采用USB口转换5V直流作为单片机电源。时序及复位电路是作为单片机能正常工作所必须的最小系统,前者提供单片机工作所需的时拍,后者初始化单片机。灯光控制模块是汽车灯光的控制按钮,共有7个,直接接到P1口的各口线上,按下则相关的灯亮,再按则灭,灯光显示
模块即为汽车灯光显示电路,通过开关控制其显示情况。报警模块是在汽车转弯或者发生紧急情况时,随着相关车灯闪烁的同时,驱动蜂鸣器响以发出警报,以提醒行人或求救。
2.1.2方案二
方案二原理如图2-2所示
图2-2系统方案二原理图
此方案设计采用555定时器实现时钟脉冲电路,产生触发由JK触发器构成的三进制计数器的脉冲信号CP,实现三进制循环;将三进制计数器的输出信号作为74LS138译码器地址端的输入信号,从而实现对灯的循环控制。通过对输入地址码的改变使译码器的不同输出端有效,
再配合六个与非门实现对刹车和正常运行等运行情况时灯的闪烁情况控制,其中闪烁的频率控制由555定时器设计完成,而对于转弯时尾灯的循环点亮则由三进制计算器的输出作为三线-八线译码器的地址输入端实现
2.2方案论证
方案一和方案二都可行,方案一单片机成本较低,其外围电路的元器件价格也不高,但系统软硬件设计相对比较复杂,运用单片机控制方案,该系统硬件设计包含扩展电路部分和系统配置电路部分,软件设计又要注意算法的合理选择和程序的优化设计,所以该系统电路软硬件设计工作量相对较大。
TTL集成门电路系统稳定性高,结果再现性好,系统分析与设计相对较为容易。虽然由于其电路实现过程较为简单,必须根据逻辑代数规则对系统进行设计,但是汽车尾灯控制电路逻辑变量简单,状态少,因此电路结果简单,所用芯片少,成本也不算太高。
2.3方案选择
根据上述所讲的电路的优缺点、电路结构、成本等问题,所以我选用方案二。
参考文献
[1]康华光.电子技术基础(数字部分)[M].武汉:高等教育出版社,2006
[2]陈永强、魏金城、吴昌东.模拟电子技术[M].北京:人民邮电出版社,2013
[3]张庆双.实用电子电路200例[M].北京:清华大学出版社,2004
[4]陈明义.电子技术课程设计实用教程[M].长沙:肿南大学出版社,2009
[5]童诗白、华成英.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2000