基于Multisim的汽車尾燈控制方案
本文設(shè)計(jì)一種基于Multisim的汽車尾燈控制設(shè)計(jì)，要求實(shí)現(xiàn)汽車左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、停止等條件下尾燈的點(diǎn)亮與熄滅情況。
設(shè)計(jì)要求
假設(shè)汽車尾部左右兩側(cè)各有三個(gè)指示燈(用發(fā)光二極管模擬)
1、汽車正常運(yùn)行時(shí)指示燈全滅;
2、左轉(zhuǎn)彎時(shí)左側(cè)3個(gè)指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮;
3、右轉(zhuǎn)彎時(shí)右側(cè)3個(gè)指示燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮;
4、臨時(shí)剎車時(shí)，所有指示燈同時(shí)閃爍。
設(shè)計(jì)內(nèi)容包括運(yùn)用主從JK觸發(fā)器構(gòu)成一個(gè)3進(jìn)制計(jì)數(shù)器，為汽車尾燈按左(右)循環(huán)閃爍控制電路的設(shè)計(jì)提供脈沖;并使用74LS138D3線-8線譯碼器來控制指示燈的亮滅情況。設(shè)計(jì)一個(gè)開關(guān)控制電路，來控制尾燈的閃爍，并決定74LS138D譯碼器的工作情況。
總電路圖
1.汽車尾燈控制電路
圖1 汽車尾燈控制框圖
圖一為汽車尾燈控制電路方框圖，其中比較復(fù)雜的是三進(jìn)制計(jì)數(shù)電路和譯碼電路。開關(guān)控制電路由2個(gè)開關(guān)控制，通過控制對(duì)譯碼電路提供的信號(hào)來控制驅(qū)動(dòng)電路;三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路由2個(gè)主從JK觸發(fā)器構(gòu)成，通過主從JK觸發(fā)器的特性構(gòu)成時(shí)序邏輯電路來實(shí)現(xiàn)三進(jìn)制計(jì)數(shù);譯碼電路采用74LS138D譯碼器，使用3線8線譯碼器可以控制8個(gè)端口的輸出，而本實(shí)驗(yàn)只需要使用6個(gè)端口，其余兩個(gè)端口閑置。通過三進(jìn)制計(jì)數(shù)器和開關(guān)控制電路來控制譯碼器6個(gè)端口的邏輯狀態(tài);驅(qū)動(dòng)電路采用常用的LED管，采用共陽極形式，LED管的正極接+5V電壓，負(fù)極通過驅(qū)動(dòng)電路來控制LED的亮滅情況。
2.電路結(jié)構(gòu)與原理圖
(1)開關(guān)控制電路(如圖2)
圖2 開關(guān)控制電路
開關(guān)兩端一端接高電平，一端接地(低電平)。74LS86D與74LS138的輸入控制端連接，當(dāng)開關(guān)同時(shí)閉合或斷開的時(shí)候，輸入相同，74LS86輸出為“0”，則74LS138不譯碼。若兩開關(guān)同時(shí)斷開，則74LS04D的輸出為“1”;而74LS10D接有CP脈沖，所以此時(shí)74LS00D的輸出完全決定于CP脈沖;當(dāng)兩開關(guān)同時(shí)閉合，74LS00D輸出為“1”; B開關(guān)打開;B開關(guān)閉合，A開關(guān)打開時(shí)的分析也按照上面的方法來分析實(shí)現(xiàn)。
(2)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路(如圖3)
圖3 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路
三進(jìn)制計(jì)數(shù)電路由2個(gè)主從JK觸發(fā)器構(gòu)成。第一個(gè)主從JK觸發(fā)器的輸出Q1端直接接入74LS138譯碼器的輸入端，第二個(gè)主從JK觸發(fā)器的輸出Q2端輸入也直接接入74LS138的輸入端，同時(shí)，第二個(gè)主從JK觸發(fā)器的另一端輸出直接作為第一個(gè)主從JK觸發(fā)器的J端輸入，注意，Q2應(yīng)比Q1的權(quán)高。并且，兩個(gè)主從JK觸發(fā)器的K端輸入都是接的高電平，這樣就能使變化后的脈沖的周期為3，從而實(shí)現(xiàn)了三進(jìn)制計(jì)數(shù)。
(3)譯碼電路(如圖4)
圖4 譯碼電路
74LS138譯碼器是一種經(jīng)常使用的3線8線譯碼器，如圖所示，4、5端接地，6端接控制電路提供的控制信號(hào)，1、2、3分別第一個(gè)和第二個(gè)主從JK觸發(fā)器的輸出信號(hào)Q1、Q2、和控制電路的控制信號(hào)。由于只要求有6個(gè)指示燈，所以在74LS138的輸出端只接了6個(gè)端口(左轉(zhuǎn)彎：Y0 Y1 Y2;右轉(zhuǎn)彎 ：Y4 Y5 Y6)用以控制信號(hào)燈。并且，按照以下真值表來實(shí)現(xiàn)。
開關(guān)控制三進(jìn)制計(jì)數(shù)器6 個(gè) 指 示 燈
A BQ1 Q2D0 D1 D2 D4 D5 D6
0 0 CP CP CP CP CP CP
0 1 0 0
0 1
1 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 1
1 0 0 0
0 1
1 0 0 0 1 0 0 0
0 1 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0
1 1 0 0 0 0 0 0
(4)驅(qū)動(dòng)電路：如圖5
圖5 驅(qū)動(dòng)電路
使用發(fā)光二極管來顯示運(yùn)行結(jié)果。發(fā)光二極管正端接5V電源，當(dāng)非門的右邊輸入的是高電平，則經(jīng)過非門以后變成低電平，則發(fā)光二極管亮;當(dāng)非門的右邊輸入的為低電平，則經(jīng)過非門以后變成高電平，則發(fā)光二極管熄滅。3.計(jì)算、仿真的過程和結(jié)果
在各個(gè)情況下電路運(yùn)行結(jié)果：
○1 當(dāng)A開關(guān)閉合，B開關(guān)打開(即邏輯10)時(shí)的運(yùn)行結(jié)果如圖：
圖6 A開關(guān)閉合，B開關(guān)打開運(yùn)行結(jié)果圖
○2 當(dāng)A開關(guān)打開，B開關(guān)閉合(即邏輯01)時(shí)的運(yùn)行結(jié)果如圖：
圖7 A開關(guān)打開，B開關(guān)閉合運(yùn)行結(jié)果圖
○3 A、B開關(guān)同時(shí)閉合(即邏輯11)時(shí)的運(yùn)行結(jié)果如圖：
圖8 A、B開關(guān)同時(shí)閉合運(yùn)行結(jié)果圖
○4 A、B開關(guān)同時(shí)打開(即邏輯00)時(shí)運(yùn)行結(jié)果如下：
圖9 A、B開關(guān)同時(shí)打開運(yùn)行結(jié)果圖
4.元器件清單
元 件規(guī) 格數(shù) 量
函數(shù)信號(hào)發(fā)生器XFG11臺(tái)
主從JK觸發(fā)器74LS76D2個(gè)
雙輸入與非門74LS00D8個(gè)
三輸入與非門74LS10D1個(gè)
雙輸入非門74LS04D7個(gè)
雙輸入異或門74LS86D1個(gè)
譯碼器74LS138D1個(gè)
電阻200歐8個(gè)
直流電源5V6個(gè)
接地端GND4個(gè)
5.設(shè)計(jì)和使用說明
這次設(shè)計(jì)是基于計(jì)算機(jī)Multisim仿真軟件進(jìn)行仿真的，通過開關(guān)A、B實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，A、B同時(shí)閉合相當(dāng)于汽車剎車，六個(gè)指示燈都同時(shí)閃爍;A、B同時(shí)斷開相當(dāng)于汽車正常運(yùn)行，所有指示燈都熄滅;A閉合、B斷開相當(dāng)于汽車左轉(zhuǎn)彎，左邊三個(gè)指示燈按左循環(huán)閃爍;A斷開、B閉合相當(dāng)于汽車右轉(zhuǎn)彎，右邊三個(gè)指示燈按右循環(huán)閃爍。“XFGI”頻率取60HZ比較合適。所以該設(shè)計(jì)基本具備了常用汽車尾燈控制的基本功能，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)彎，剎車指示的功能，具有一定的使用價(jià)值。
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