汽车尾灯控制电路课程设计报告
汽车尾灯控制电路设计
第1章设计任务及要求
1.1设计任务
设计一个汽车尾灯控制电路，用六个发光二极管模拟汽车尾灯（左右各三个），用开关J1、J2选择控制汽车正常运行、右转弯、左转弯和刹车时尾灯的情况。
1.2设计要求
1、汽车正常运行时尾灯全部熄灭。
2、汽车左转弯时左边的三个发光二极管按顺序循环点亮。
3、汽车右转弯时右边的三个发光二极管按顺序循环点亮。
4、汽车刹车时所有的指示灯随CP脉冲同时闪烁。
设计要求具体见表1-1。
表1-1 汽车尾灯显示状态变化表
第2章设计方案
2.1 汽车尾灯设计要求
汽车行驶时有正常行驶、左转、右转和刹车四种情况，设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二极管模拟）。
1.汽车正常运行时指示灯全灭
2.汽车右转弯时，右侧3个灯按右循环顺序点亮
3.汽车左转弯时，左侧3个灯按左循环顺序点亮
4.汽车临时刹车时所有指示灯同时闪烁
2.2 设计原理及原理框图
汽车尾灯控制电路主要由开关控制电路，三进制计数器，译码、显示驱动电路组成。由于汽车左转或右转时，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。
首先，设置两个可控的开关，可产生00、01、10、11四种状态。
开关置为00状态时，汽车处于正常行驶状态；
开关置为01状态时，汽车处于右转弯的状态；
开关置为10状态时，汽车处于左转弯的状态；
开关置为11状态时，汽车处于刹车状态。
三进制计数器可由J-K触发器构成；译码电路可用译码器74LS138和6个与非门构成；显示、驱动电路由6个发光二极管和6个反向器构成。原理图如2-1所示：
图 2-1 原理框图
第3章电路设计
3.1 译码、显示驱动电路
译码器是一种具有“翻译”功能的逻辑电路，这种电路能将输入二进制代码的各种状态，按照其原意翻译成对应的输出信号。有一些译码器设有一个和多个使能控制输入端，又成为片选端，用来控制允许译码或禁止译码。
74LS138是一种译码器，由于74LS138有3个输入端、8个输出端，所以，又称为3线～8线译码器。三个输入端CBA共有8种状态组合（000—111），可译出8个输出信号Y0—Y7。这种译码器设有三个使能输入端，当E1与E2均为0，且E1为1时，译码器处于工作状态，输出低电平。当译码器被禁止时，输出高电平。
当一个选通端E1为高电平，另两个选通端E2和E3为低电平时，可将地址端A、B、C的二进制编码在Y0至Y7对应的输出端以低电平译出。比如：ABC=110时，则Y6输出端有效，输出低电平信号。
图3-1所示为74LS138的引脚图。图中A、B、C为译码地址输入端；E1、E2、
E3三个端口为选通端；Y
0～Y
7
为译码输出端（低电平有效）。表3-1为3线～8译
码器74LS138的功能表。
图3-1 74LS138的引脚图
表3-1 74LS138的功能表
使能端输入输出
E3 E2/E1 A B C /Y0 /Y1 /Y2 /Y3 /Y4 /Y5 /Y6 /Y7
X H X X X H H H H H H H H
L X X X X H H H H H H H H
H L L L L L H H H H H H H
H L L L H H L H H H H H H
H L L H L H H L H H H H H
H L L H H H H H L H H H H
H L H L L H H H H L H H H
H L H L H H H H H H L H H
H L H H L H H H H H H L H
H L H H H H H H H H H H L
表中H表示高电平，L表示低电平。在本次设计中，通过控制3线～8线译码器74LS138的输出端有效(低电平)输出，选择性点亮发光二级管。
译码与驱动显示电路采用74LS138、六个与非门和六个反相器组成。74LS138的三个输入端C、B、A分别接入S0、Q1、Q0,当S1=1，S0=0时，使能端信号A=G=1,计数器的状态为00、01、10时，译码器对应输出端Y0、Y1、Y2依次为低电平有效,经与非门及使得与R3、R4、R5相连的指示灯d1d2d3按顺序循环点亮，示意汽
车左转弯。同理当S1=0，S0=0的时候指示灯d4d5d6按顺序循环点亮，示意汽车右转弯。当G=0,A=1时，74LS138的输出端全为1，为高电平，此时指示灯全灭，示意汽车正常行驶。而当G=0,A=CP时，所有指示灯将随CP的频率循环闪烁，示意汽车紧急刹车。其译码显示驱动电路图如图3-2所示:
图3-2译码、显示驱动电路图
3.2 J-K触发器
JK触发器是数字电路触发器中的一种电路单元。JK触发器具有置0、置1、保持和翻转功能，在各类集成触发器中，JK触发器的功能最为齐全。在实际应用
中，它不仅有很强的通用性，而且能灵活地转换其他类型的触发器。由JK 触发器可以构成D 触发器和T 触发器。图3-3为JK 触发器的逻辑符号。
JK 触发器的状态方程为：
n n n Q K Q J Q +=+1
这里n Q 表示现态，1+n Q 表示次态。现态表示时钟脉冲来到之前的触发器的输
出状态，次态表示时钟脉冲来到之后的状态[10-11]。
图3-3 JK 触发器逻辑符号
1、钟控JK 触发器的电路如图3-4所示，门G1和G2构成基本RS 触发器，门G3和G4构成触发器引导电路。
图3-4 钟控JK 触发器电路图
当CP=0使，1=SD ，1=RD ，触发器的状态保持不变。当CP=1时，n Q J SD =，
n Q K RD =，触发器接受输入激励，发生状态转移。根据基本触发器的状态方程
??
?=+=+0
1RS Q R S Q n
n 可以得到当CP=1时
n
n n n Q K Q J Q RD SD Q +=+=+1
2、主从型JK 触发器电路图如图3-5所示。它由两个可控RS 触发器串联组成，分别称为主触发器和从触发器。J 和K 是信号输入端。时钟CP 控制主触发器和从触发器的翻转。