电子技术课程设计报告--控制器设计报告

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1、合肥工业大学电子技术课程设计报告课程名称：“方向之星”控制器系部：材料科学与工程学院专业班级：新能源材料与器件11-1班学生姓名：________指导教师：李玉长完成时间：2013年7月23日“方向之星”控制器设计报告一、内容提要:由电子电路设计一组灯饰，把它安装在小汽车的后窗上，用以提示小汽车的左转弯、右转弯、刹车等行车情况，该组灯饰叫“方向之星”。二、设计内容及要求:1、正常直线行驶时,两排小灯不亮。这时若紧急刹车(按键J),左(右)排灯同时闪亮,速率1次/秒;2、左转弯（按键L）时，左排灯（4个）依次向左闪亮；这时若紧急刹车(按键J),左排灯同时闪亮,速率1次/秒;右转弯（按键

2、R）时，右排灯（4个）依次向右闪亮；这时若紧急刹车(按键J),右排灯同时闪亮,速率1次/秒;3、只要按键L、按键R同时按下，两排小灯不亮，但要设计一个声光提示电路，提示操作有误.三、设计思路及原理:1．系统概述对上述设计要求进行分析，由于汽车正常运行、左转弯、右转弯、紧急刹车及左转急刹车，右转急刹车时，所有灯闪亮的次序和是否闪亮是不同的。所以，我们要想办法把灯光闪亮次序及是否闪亮的信号转化成二进制码，故要用到译码器，以及用来进行计数的二进制加法器。当然，若要小灯泡达到闪亮的效果，还需一个555计时器作计时脉冲。故大致的的方案图如下图所示。方案图首先，执行操作时出现依次闪亮的情况，闪亮

3、频率是1次/秒；说明小灯泡接收的是间隔时钟脉冲，需要利用由“555”定时器设置相应的时间间隔，可通过选用适当大小的电阻、电容元件等进行调节使之频率为1次/秒。其次，因为左右各有4支灯依次闪亮，所以需要使555定时器输出端作用到4进制加法计数器；4进制加法计数器可由74LS160连接成四进制计数器，利用置数法，预置数为0000，去掉6个计数状态，即可实现4进制计数。最后是译码过程，译码过程可以使用3/8线译码器中最常用的74LS138型译码器，74LS138型译码器的输出是低电平有效，经非门后，依次产生高电平来控制小灯泡的闪烁情况。2． 单元电路设计、仿真与分析(1)多谐振荡器—输出脉

4、冲信号源脉冲发生电路图：（1）由555定时器内部结构知，2个比较器触发输入端6和2是接在一个端点上并跟电容C连接，这个端点上的电位的变动，决定两个比较器的输出电平的情况，进而决定了RS触发器的输出状态。电源经和R2给电容C充电，当上升到时，==，输出电压为低电平，放电管T导通，电容C经和放电端7放电，开始下降，当下降到时，==，输出电压为高电平。同时放电管T截止，放电端7断开，电源又经和R2给电容C充电，使上升。这样周而复始，电容电压形成了一个周期性充电放电的指数波形，输出电压就形成周期性的矩形脉冲。在这里，根据要求，小灯在闪烁时的频率为1次/秒，经计算得知，我们需要的电阻R1和R2

5、的阻值均应为0.5MΩ，而且，充电电路中的电容C1的大小应为1μF，放电电路中的电容C2的大小应为0.01μF。故计算可得其：充电时间：=0.7（R1+R2）C1=0.7*1.0*1=0.7s放电时间：=0.7R2C2=0.7*0.5*1=0.35s周期T=+=1.05s≈1s，即频率成功的控制为1次/秒。(2)四进制加法计数器（2）本次设计中我们需要的是4进制加法计数器，即要有4个状态，而74LS160型芯片在技术过程中有16个状态，因此必须设法跳过12个状态。首先将输入端A，B，C，D都接地，即输入端输入恒为0000。计数器从0000状态开始计数，当计到第4个状态后，即计数器的状

6、态为0011时，将QA和QB通过一个与非门接到同步置数端LD’（低电平有效）时，QA和QB此时同为1，经非门后LD’为0，此时计数器强制置零，回到最初的0000状态。此后清零信号消失，计数器重新从0000状态计数。应用74160构成的四进制计数器逻辑电路及有效循环状态如图所示。逻辑电路中，时钟脉冲端接由555定时器接来的频率为1次/秒的脉冲信号，这样，电路就跳过了0100~1111这12个状态，实现4进制计数。（3）二进制译码器：（3）上图为74138的引脚图，该译码器有3个输入A、B、C，他们共有8种状态的组合，由二进制代码表示，即可译出对应的8个输出信号，输出信号为高电平，该译码

7、器称为3线-8线译码器。译码器设置了、和三个使能输入端，由功能表可知，当为1，且和均为0时，译码器处于译码状态。在本例中，由左右边的各四盏灯想到，令C端来控制左右，本设计中是将Y0-Y3分别用引线接到左边四个灯，用C=0时来控制，而Y4-Y7分别用引线接到右边四个灯，用C=0来控制。（4）灯光控制电路（4）在本设计中，分别用八个与非门接八个灯泡。对左边四灯而言，每个与非门的一条线依次分别接到Y0-Y3，另一条线同时接在一个三线与非门的输出端；对右边四灯而言