数字电子技术课程设计报告书
20##年 6 月28日
汽车尾灯模拟控制电路设计
摘要
随着经济的发展，汽车越来越被他人们需要，而由此也引发一系列的问题，比如，一位汽车的突然转向所依法的车祸经常出现。如果汽车转弯时能够通过尾灯状态的变化来确定就可以提示司机、行人，车子正在转弯，一定程度避免车祸的发生。本文是关于取车尾灯控制电路的设计，根据汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系，分析并涉及电路。整个电路有三进制计数器、译码器与显示驱动电路、尾灯状态显示、开关控制电路4部分组成。分析使能控制信号与公模控制变量、时钟脉冲的关系，运用J——K触发器、3——8译码器实现了根据汽车运行状态指示显示4种不同的模式。本文详细讲解了电路的设计思路及其实现过程。
一、设计目的
1、熟悉手工焊锡的常用工具的使用及其维护与修理
2、掌握万用表的用法
3、各种基本电子元件的识别与参数判断
了解晶体管在电子电路中的用途与用法
二、设计要求
利用开关来控制汽车的运行和转向。
汽车尾部左右两侧都有3指示灯，要求：汽车正常运行时指示灯全灭；右转弯时，右侧的3个指示灯按照右循环顺序依次亮；左转弯时左侧的3个指示灯按照左循环的顺序依次亮；临时刹车时所有指示灯同时闪烁。
三、设计方案及原理框图
（1）列出尾灯与汽车运行状态表，如表1-1所示
表1-1 尾灯与汽车运行状态表
（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
四、单元电路设计及主要元器件参数计算
1）三进制计数器电路。
表1-2 控制电路的逻辑功能表
其电路图为：
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。
2）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
（s==1视为开关断开，s==0视为开关闭合）
其电路图为：
3）5v稳压直流电源
直流稳压电源基本框图
1>要使W7805正常工作，必须保证输入与输出之间维持大于2V的压降，因此W7805输入端直流电压必须保证在7V以上。W7805输入端的电流是许对变压器副边输出电压U2(t)整流、滤波后得到的。假设整流电路内阻为0，负载电流为0，W7805输入端有最大电压U=1.414Uef，Uef是U2(t)的有效值。由于滤波电容不可能无限大，所以U<1.414 Uef,根据经验可知U=1.2 Uef，得Uef=5.8V，考虑到整流桥经过两个二极管约有1.4V的压降，得变压器可取8V。
2>变压器选择：变压器选择8V变压，考虑到电流不需要太大，最大电流为2A，实际选择变压器输出功率为16W，可以很好地满足要求。
3>整流桥：考虑到电路中会出现冲击电流，整流桥的额定电流时工作电流的2~3倍。选取RS301（100V,3A）即可，实际购买过程中选择了2W10也符合设计要求。
4>滤波电路：考虑到对纹波电压要求比较高，所以选择了2200uF、耐压值为10V的电解电容。
5>去耦电容：去耦电容的选择是由W7805芯片要求的，查手册可）知分别为0.1uF和0.33uF，用来滤除高频分量，防止产生自激。
6>为了防止负载产生冲击电流，故在输出端加入220uF、耐压值为10V的电解电容。
8>为防止电源输出端短路，需安装保险管；为防止W7805因过热而烧坏，需加装散热片。
至此，所有元件的参数都已确定。其电路图为：
五、电路图
图1-2 汽车尾灯控制电路图
六、调试及故障分析
1、开关部分电路：
由于开关部分电路要使用信号发生器作为与非门的输入，使其输出值为50Hz，方波，高电平和低电平各50%时间，有效电平为10V，信号发生器参数截图如下：
图10 信号发生器参数 图11 开关测试电路图
开关控制参数各值下的示波器波形为：
图12 当
=0、
=0；=1、=0；=0、=1时与非门的波形图
图13 当=1、=1时与非门的波形图
2测量稳压电源输出的稳压值及稳压范围
首先使调压器的输出为0V，通过示波器或万用表观测稳压电路的输出，然后调节调压器的输出，使输入到变压器的交流电压逐渐增加，当稳压电路输出的直流电压值不再随着调压器输出电压的增加而改变时，此时电路输出的直流电压值即为稳压电源的稳压值。
使稳压器输出在稳压值上的输入电压范围为稳压电路的稳压范围。
七、设计总结：
这次课程设计可以说是我最头疼的课程设计，从到图书馆查找资料到对电路的设计对电路的调试再到最后电路的成型，都对我所学的知识进行了检验。无论是电路的设计还是制图过程都让我学到了很多新东西，同时也弥补了之前所学知识的不足之处，收获了很多。
在电路设计中，设计思路是最重要的，只要你的设计思路是成功的，那你的设计已经成功了一半。因此设计前就必须做好充分的准备，像查找详细的资料等等，这为我们设计的成功打下坚实的基础。
设计过程中会遇到很多的问题，这时候我们不能半途而废，应该迎难而上，加深对知识的理解，一点一点的分析。因此要熟练地掌握课本上的知识才能对设计中出现的问题进行分析解决。
留给我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有耐心，要有坚持的毅力。在整个电路的设计过程中，花费时间最多的是在各个单元电路的细节设计上。在多种方案的选择中，我们需要仔细比较分析其原理以及可行的原因，并且使整个电路可以稳定工作。
总而言之，这次课程设计让我受益匪浅。在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，培养了我的设计思维，增加了实际操作能力，也让深深地体会到了自己学习知识的不足之处，对于知识的理解程度不够深，自己以为明白的实际上不明白。在以后的学习过程中，我会重视这些问题，逐渐改变自己的学习习惯，不断的进步！
八、参考文献：
1.华中科技大学出版社 欧阳星明 主编。《数字逻辑（第二版）》20##年3月
2.电子工业出版社 周凯 主编。《EWB虚拟电子实验室》、《 电子电路设计与应用》 20##年6月
3.电子工业出版社 冯荣达 顾永杰 等编著。 《实用数字电子技术（第二版）》 20##年6月
4.科学出版社 余根墀 主编。《电子与电路技术简明教程》 20##年8月
第二篇：数电课程设计
数字电子技术课程设计题选
（注：标注“易”的题目得分75以下，标注“中”的题目得分85以下，标注“中→难”的题目完成基本要求为“中”，完成提高要求为“难”。使用中小规模器件进行设计。）
1、电子万年历（中）
以“日”作为基准时间信号，设计可计年、月、日的电子万年历。
（1）计时结果用8只LED七段数码显示器稳定显示
（2）计年的规则是从0000至9999，计月的规则是从1至12，计日的规则是从1至30，用数码显示器的小数点区别显示的时基单位
（3）具有手动校年、月、日功能。
2、彩灯控制器（中→难）
基本要求：
(1)设计一个十盏彩灯的控制电路，要求彩灯具有单向流水效果
（2）彩灯的流向可以变化。可以正向流水，也可以逆向流水。彩灯流动的方向为手动控制
提高要求：
（3）彩灯流动的方向也可以自动控制，自动控制往返变换时间为5s
（4）彩灯可以间歇流动，10s间歇一次，间歇时间1s。
3、电子密码锁（易）
(1)用电子器件设计制作一个密码锁，使之在输入正确的代码时开锁。
(2)在锁的控制电路中设一个可以修改的4位代码，当输入的代码和控制电路的代码一致是锁打开。
(3)用红灯亮、绿灯灭表示关锁，绿灯亮、红灯灭表示开锁
(4)如5s内未将锁打开，则电路自动复位进入自锁状态，并发报警信号。
4、数字式跑表（中→难）
设计一个以0.01s为基准计时信号的实用数字式跑表。
基本要求;
（1）跑表计时显示范围0~99min59.99s
（2）具有清零、启动计时、暂停计时及继续计时功能，操作按键（或开关）
不超过2个
（3）时钟源误差不超过0.01s
提高要求
（4）显示最大值可达23h59min59.99s，有整点、半点提醒功能
（5）有定时功能
（6）有倒计时功能
5、四路抢答器（难）
设计一个四组参赛的智力竞赛抢答器
基本要求：
（1）当某台参赛者按下抢答开关时，由数码管显示该台编号并伴有声响。此时，抢答器不再接收其他输入信号。
（2）电路具有定时功能。要求回答问题的时间≤30秒（显示为29~00），时间显示采用倒计时方式。当达到限定时间时，发出声响提示。
（3）具有计分功能。每组参赛者起始分为100分，抢答后由主持人计分，答对1次加10分，否则减去10分
（4）在复位状态下台号数码管不作任何显示（灭灯）。
提高要求：
（5）答题时间还剩5s时，每秒发出提示声音。
6、汽车尾灯控制电路（中）
（1）用6只小灯泡模拟6只汽车尾灯，左侧3只，右侧3只。用4个开关分别模拟脚踏制动器，停车信号，左转弯控制和右转弯控制。
（2）当汽车正常直行时，6个尾灯全灭，当临时刹车（脚踏制动器）时，6个尾灯闪烁。
（3）当汽车左转时，左侧的尾灯按照000-001-010-100-000的顺序循环点亮，每灯点亮0.5s，而右侧的3个灯全灭。当右转时相同。
7、脉冲按键电话按键显示器（中→难）
基本要求：
（1）设计一个具有八位显示的电话按键显示器；
（2）能准确反映按键数字；
提高要求：
（3）显示器显示从低位向高位前移，逐位显示，最低位为当前输入位；
（4）重按键时，能首先清除显示；
（5）摘下话机后才能拨号有效，挂机后熄灭显示。
8、电子脉搏计设计（难）
(1)实现在15S内测量1min的脉搏数；
(2)用数码管将测得的脉搏数用数字的形式显示；
(3)测量误差小于±4次/min。
9、射击自动报靶器（中）
（1）用11个开关信号模拟环数取样信号，分别表示（0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10）环，其中0表示没射中，每次射击完毕后立刻显示环数
（2）每个人可以射击5次，5次后射击次数自动清零，表示此人不能再射击
（3）自动统计累计环数并显示
（4）自动统计中靶次数并显示。
10、电子拔河游戏机（易）
（1）设计一个模拟拔河游戏比赛的逻辑电路。
（2）电路使用15个发光二极管，开机后只有在拔河绳子中间的发光二极管亮。
（3）比赛双方各持一个按钮，快速不断地按动按钮，产生脉冲，谁按得快，发光的二极管就向谁的方向移动，每按一次，发光二极管移动一位。
（4）亮的发光二极管移到任一方的终点时，该方就获胜，此后双方的按钮都应无作用，状态保持，只有当栽判按动复位后，在拔河绳子中间的发光二极管重新亮。
（5）用七段数码管显示双方的获胜盘数。
11、篮球比赛电子记分牌（中）
设计一个符合篮球比赛规则的记分系统。
（1）有得1分、2分和3分的情况，电路要具有加、减分及显示的功能。
（2）有倒计时时钟显示，在“暂停时间到”和“比赛时间到”时，发出声光提示。
（3）有比赛规则规定的其他计时、记分要求。
12、乒乓球比赛游戏机（中→难）
设计一个甲、乙双方参赛，裁判参与的乒乓球比赛游戏模拟机。
基本要求：
（1）用8个发光二极管排成一条直线，以中点为界，两边各代表参赛双方的位置，其中点亮的发光二极管代表“乒乓球”的当前位置，点亮的发光二极管依次由左向右或由右向左移动。
（2）当球运动到某方的最后一位时，参赛者应立即按下自己一方的按钮，即表示击球，若击中，则“球”向相反方向运动，若未击中，则对方得1分。
（3）设置自动计分电路，双方各用二位数码管来显示计分，每局11分。到达11分时产生报警信号。
提高要求：
（4）一方得分时，电路自动响铃3s，这期间发球无效，等铃声停止后方能继续比赛。
（5）设置局数显示，5局结束后有声响提示比赛结束。
13、出租车自动计费器 （中）
（1）设计制作一个自动计费器，具有行车里程计费，等候时间计费及起价等三部分。三项计费总和为客户用车的总费用，通过数码自动显示。用4位数码管显示总的金额，最大值为99.99元。
（2）行车里程单价（0.××元/公里）、等候时间（0.××元/10分钟）、起价（×.00元）均能通过BCD码拨盘输入。
（3）在车辆启动和停止时发出音响信号，以提请顾客注意。
参考资料
[1]彭介华.电子技术课程设计指导[M].北京：高等教育出版社
[2]孙梅生，李美莺，徐振英. 电子技术基础课程设计[M]. 北京：高等教育出版社
[3]梁宗善. 电子技术基础课程设计[M]. 武汉：华中理工大学出版社
[4]张玉璞，李庆常. 电子技术课程设计[M]. 北京：北京理工大学出版社
[5]谢自美.电子线路设计·实验·测试（第二版）[M].武汉：华中科技大学出版社
课程设计说明书与图纸要求
设计说明书内容要求：
⑴．写出你考虑该问题的基本设计思路，画出一个实现电路功能的大致框图。
⑵．画出框图中的各部分电路，对各部分电路的工作原理应作出说明。
⑶．画出整个设计电路的原理电路图，并简要地说明电路的工作原理。
⑷．图用计算机绘制，设计报告文字通顺，清晰，原理要表达清楚。
⑸. 用仿真软件对电路图进行仿真（仿真软件可用EWB、Multisim10.0或PROTEL Se），
说明仿真过程中如何对电路进行调整，对仿真结果加以描述（仿真中没有的元件用近似元件代替）。
⑹．具体格式见本节第二部分。
⑺．评分依据：①设计思路，②单元电路正确与否，③整体电路是否完整，④电路原 理说明是否基本正确，⑤报告是否清晰，格式是否规范⑥有无仿真及对仿真过程、
仿真结果的必要描述，⑦答辩过程中回答问题是否基本正确。
⑻. 答疑时间：周四下午3：00～4：30。地点: 主楼二楼电工实验室
⑼．（第四周周五）下午5点前交报告。
评分标准
课程设计满分为100分，由三项构成：1.设计说明书老师给分占450%；2.答辩情况老师给分占45%；3.同学互评占10%。如有抄袭者该次设计为0分。
答辩安排：每个同学现场给老师演示仿真程序，而后老师提问。
设计说明书格式
设计说明书不少于3500字，用A4纸打印装订成册。具体格式如下：
附件：设计说明书格式
设计说明书用A4纸打印装订成册。