【導(dǎo)讀】隨著社會的不斷進步和科學(xué)技術(shù)，經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們生活水平得到很大的提高，汽車已經(jīng)廣泛的進入了人們的生活。統(tǒng)，人們對它的認識還存在許多的局限性，還有待我們繼續(xù)對其進行研究和探討。計一套更好更合理的汽車尾燈系統(tǒng)，對汽車業(yè)的發(fā)展，對經(jīng)濟的發(fā)展有著深遠的影響。試過程，增強我們理論聯(lián)系實際的能力，提高學(xué)生電路設(shè)計和分析能力。通過實踐，在理論指導(dǎo)下有所創(chuàng)新，為后繼專業(yè)課的學(xué)習(xí)和日后工程實踐奠定基礎(chǔ)。汽車尾燈的控制電路由三個按鍵組成，分別對應(yīng)左轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)和剎車。有指示燈同時閃爍。電路設(shè)計的思路和主要特點。增加了新功能有應(yīng)急顯示，減速轉(zhuǎn)彎顯示，倒車顯示。將轉(zhuǎn)彎燈，剎車燈，倒車燈分開了，且根據(jù)不同的功能選用了不同顏色的LED燈。這樣不僅使電路更加簡單，還更加符合實際情況。出來，及時提醒駕駛員去更換尾燈。

　　

【正文】 0 0 剎車 紅燈亮 紅燈亮 亮 紅燈亮 0 1 0 1 減速左轉(zhuǎn) 3 黃燈循環(huán)點亮，紅燈亮 紅 燈亮 亮 對應(yīng)燈亮 0 1 1 0 減速右轉(zhuǎn) 紅燈亮 3 黃燈循環(huán)點亮，紅燈亮 亮 對應(yīng)燈亮 0 1 1 1 應(yīng)急狀態(tài)時剎車 紅燈閃亮 紅燈閃亮 亮 對應(yīng)燈亮 1 0 0 0 倒車 白燈亮 白燈亮 不亮 白燈亮 1 ? ? ? 倒車與其它組合 對應(yīng)燈亮 對應(yīng)燈亮 對應(yīng)燈亮 對應(yīng)燈亮 六、 元器件 與 實驗設(shè)備清單 表 61 元器件清單表 序號 名稱（器件 /設(shè)備） 型號與規(guī)格 數(shù)量 1 38譯碼器 74LS138 1 2 D觸發(fā) 器 74LS74 1 3 555 定時器 NE555 1 4 與非門 74LS00 3 5 非門 74LS04 3 6 或門 74LS32 2 7 定值電阻 100 歐 11 歐、 43K 歐 各 1 8 與門 74HC08 4 9 電解電容 10μ F、 F 各 1 10 開關(guān) 三閘 4 11 導(dǎo)線 若干 12 LED 燈 驅(qū)動電壓 2v 16 13 實驗箱 2 14 示波器 1 15 萬用表 1 七、電路的仿真運行及組裝、調(diào)試 電路的仿真運行 本設(shè)計采用了 Proteus 軟件進行仿真，原因： proteus 軟件蘊含了豐富的模擬器件和儀器，能夠完成模擬電子、數(shù)字電子、單片機及嵌入式等實驗的內(nèi)容，支持電工、電子的模擬仿真，功能強大，仿真效果與現(xiàn)實非常接近。 （ 1） 仿真總電路： 圖 仿真總電路 （ 2） 脈沖電路及其波形： 圖 脈沖電路及其產(chǎn)生波形 （ 3） 左轉(zhuǎn)燈顯示： 圖 左轉(zhuǎn)燈顯示 （ 4） 右轉(zhuǎn)燈顯示： 圖 右轉(zhuǎn)燈顯示 （ 5） 應(yīng)急情況： 圖 應(yīng)急燈顯示 （ 6） 剎車燈顯示： 圖 剎車燈顯示 （ 7） 倒車 過程加剎車顯示： 圖 倒車過程剎車顯示 （ 8） 倒車 左轉(zhuǎn)時 剎 車 情況： 圖 倒車左轉(zhuǎn)剎車顯示 （ 9） 尾燈設(shè)計自檢電路 當左 /右轉(zhuǎn)彎燈有斷路不亮?xí)r，儀表盤左 /右燈不再有閃爍；當?shù)管嚐粲袛嗦凡涣習(xí)r，儀表盤中間等會始終不亮；當?shù)管嚐粲袛嗦凡涣習(xí)r，儀表盤底燈不再閃爍；當夜行燈有斷路不亮?xí)r，儀表盤前燈不再閃爍?？偟膩碚f，儀表盤對應(yīng)的功能顯示燈亮能夠檢查到尾燈是否有異常。 組裝與調(diào)試 （一） 電路的組裝 ，按模塊在試驗箱上布置好芯片。 片，導(dǎo)線及其他元件經(jīng)檢查后放到待用元件區(qū)。 ，選取適當長和不同顏色的導(dǎo)線，將元件逐個接進模塊中，并在重要的導(dǎo)線上注明。 ，先連好一邊，在引到令一邊。 地線 必須連接在一起，形成共地。 （二） 電路的調(diào)試 調(diào)試是指系統(tǒng)的調(diào)整、改進與測試。測試時在電路組裝后對電路的參數(shù)與工作狀態(tài)進行測量，調(diào)整則是在測試的基礎(chǔ)上對電路的某參數(shù)進行修正，使?jié)M足設(shè)計要求。 （ 1） 調(diào)試方法： 采用邊安裝邊調(diào)試的方法。把復(fù)雜的電路按原理框圖上的功能分成單元進行和安裝和調(diào)試， 在單元調(diào)試的基礎(chǔ)上逐步擴大安裝和調(diào)試的范圍，最后完成整機調(diào)試。 （ 2） 調(diào)試步驟、技巧： a、通電前檢查，首先根據(jù)原理電路圖認真檢查電路接線是否正確，包括錯線、少線、多線和短路。而且要盡可能直接測量元器件引腳，因為引腳處接觸不良較多。 b、通電觀察，在電路安裝沒有錯誤的情況下接通電源，閉上開關(guān)，先觀察電路是否有異常，然后按要求測量各元器件的引腳的測量參數(shù)。以保證元件正常工作。 c、單元電路調(diào)試，用前級的輸出信號或自身的信號測試單元的各種指標是否符合設(shè)計要求。 d、整機聯(lián)調(diào)，將各個單元電路調(diào)好后連在一起，觀察和測量， 把測量的結(jié)果與設(shè)計的指標逐一對比，找出問題及解決方法，然后對電路及其參數(shù)進行修正，直到整個電路的性能符合設(shè)計要求為止。 八、測試結(jié)果分析 測試數(shù)據(jù) 表格 和 效果展示照片 表 控制信號及燈、電阻電壓數(shù)據(jù)表 信號燈 及 儀表燈 空載時 控制 信號 電壓 （ ｖ ） 接燈后 控制 信號 電壓 （ ｖ ） 尾燈 兩端 電壓 （ ｖ ） 尾燈 電阻 兩端 電壓 （ ｖ ） 檢測信號驅(qū)動前電壓（ V） 檢測信號驅(qū)動后電壓（ V） 儀表顯示燈兩端電壓（ V） 儀表處電阻兩端電壓（ V） 左轉(zhuǎn)燈（黃色） 右轉(zhuǎn)燈（黃色） 倒車燈（白 色） 剎車燈（紅色） 應(yīng)急燈（紅色） 表 555 方波數(shù)據(jù)表 T1(ms) T2(ms) T(ms) VH(V) VL(V) 310 290 600 4． 52 0 圖 555 方波數(shù)據(jù)圖 數(shù)據(jù)及結(jié)果分析 控制信號及燈、電阻電壓分析 由于在最初理論計算是沒有考慮到控制信號經(jīng)過一系列芯片后電壓大小會相應(yīng)減小，也沒考慮到帶上信號指示燈負載后控制信號電壓也會相應(yīng)受影響（電壓減?。?。我們最初按 5v 的控制信號電壓進行對 LED 燈的限流保護設(shè)計，限流電阻 R=(52)v/10mA=300 歐，但實際接上理論電阻后 LED 燈亮度不夠，好在電阻選值是過大，若過小則有可能燒毀 LED。后來我們估算了一下把電阻改為了 100歐， LED 燈亮度就很好了。由于 LED 燈不同燈的導(dǎo)通電壓會有一點小小的差別，但差別都很小，考慮到實際與驅(qū)動等因素，我們買的 LED 導(dǎo)通電壓一般都在 2V 左右?？刂菩盘栐诳蛰d和接上負載后電壓發(fā)生較大變化，空載時控制塊分電壓較小，電阻相對很小，后面接了負載后電阻相對變大了，分壓隨之變大。但是由于倒車控制信號是直接從電源開關(guān)后引到后面信號燈的未經(jīng)過芯片作用，因而其控制信號空載電壓較高很接近 5V，接負載后分壓也很?。ㄖ饕?導(dǎo)線和電源分壓）。這里的保護電阻我們就按理論計算值 300 歐來進行保護的。應(yīng)急燈的控制信號電壓較小，由于它是與脈沖經(jīng)與門后的脈沖控制信號，在不停的變化，在用電壓表測量是可能不太準確，導(dǎo)致控制信號電壓比其它稍小點。 555 方波數(shù)據(jù)分析 理論計算值： T1 =*（ R1 + R2 ） * C； T2 = R2 C； R1=， R2=42K， C=10μ F； T1=(ms)， T2=294（ ms）， T= T1 + T2 =598（ ms），周期理論計算值和實際出入很小，已經(jīng)很完美 了。輸出的高低電平也符合理論值。 九、遇到的問題及解決 遇到的問題 小，也沒考慮到帶上信號指示燈負載后控制信號電壓也會相應(yīng)受影響（電壓減?。?。我們最初按 5v 的控制信號電壓進行對 LED 燈的限流保護設(shè)計，限流電阻 R=(52)v/10mA=300 歐，但實際接上理論電阻后 LED 燈亮度不夠。 ，且是分模塊大家分工搭建的電路最后組合的，經(jīng)常在連線上出現(xiàn)混亂，自己都記不清哪根線是什么了。 ，我們 LED 燈的限制，由于 LED燈導(dǎo)通電壓在 2V 左右，在檢測處采樣 得 到 的正常工作電壓只有 1V 左右，在 74ls08 等芯片中被認為 是低電平， 與出現(xiàn)故障時的低電平等同 ， 無法區(qū)別實現(xiàn)自檢。 問題的解決 ，我們在搭建好的電路上對控制信號的控制電壓進行了測量，分析。發(fā)現(xiàn)我們在理論計算時忽略了芯片的電阻分壓和負載的作用，導(dǎo)致實際電壓比我理論上想的電壓要低很多。后來我們在實際測量的基礎(chǔ)上進行了重新計算，將電阻的電阻值減小到R=100 歐。最后 LED 的亮度就好多了。 ，我們考慮到連線、模塊 較多，我們就對各個模塊和最終的模塊與模塊間要連的線用標簽進行了命名、貼標簽。方便了以后的連電路和修改。 c. 針對第三個問題我們考慮了很多方法。首先我們考慮了加驅(qū)動將控制信號的 3V 多的電壓驅(qū)動的更高一些，盡可能接近理論值的 5V左右，可是電壓只有微小的提高，還是達不到我們想要的芯片能夠識別的高電平。后來我們又考慮到這里不是接負載后控制信號電壓不足導(dǎo)致無法檢測嘛，我們就用灌電流的方式來驅(qū)動 LED，解決指示燈這塊負載對前級控制信號的影響，可是當我們用灌電流后又發(fā)現(xiàn)，檢測端的電壓又被 LED 等的導(dǎo)通電壓給鉗位為了 2V 多，在芯片那里有剛好是默認的高電平，這和出現(xiàn)故障是檢測點的高電平相一致無法區(qū)別是否故障了。最終我們在第一種拉電流的基礎(chǔ)上通過驅(qū)動芯片 74ls373 將檢測處（尾燈和保護電阻間）的正常亮燈情況下的介于高電平和低電平之間的一伏左右的檢測電路無法識別的電平驅(qū)動到三伏左右的檢測電路可以識別的高電平，而故障是的低電平經(jīng)過驅(qū)動后仍是低電平。這樣故障時和正常工作時的電平就區(qū)別開了，從而可以實現(xiàn)對出現(xiàn)故障率大的汽車尾燈及其以前電路的檢測。 十、 設(shè)計電路的特點和改進 設(shè)計電路的特點和優(yōu)缺點 本設(shè)計主要以數(shù)字電路為主， 通過簡單的芯片（如 74LS13 74LS37 555 等）而巧妙的設(shè)計成一個智能化的汽車尾燈控制電路。該電路能實現(xiàn)現(xiàn)實生活中汽車尾燈控制的正常行駛、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)剎車、右轉(zhuǎn)剎車、剎車、倒車、夜行等八種功能。 優(yōu)點：此電路設(shè)計原理簡單，構(gòu)思巧妙，利用簡單的器件實現(xiàn)較為復(fù)雜的控制，結(jié)構(gòu)比較明晰。電路設(shè)計中有很多創(chuàng)新的地方，比如實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎流水燈指向功能顯示，駕駛儀顯示能夠及時提醒駕駛員車的行駛狀態(tài)，減少交通事故的發(fā)生率。設(shè)計了線路自檢電路，能隨時監(jiān)測線路的好壞，并及時反饋給駕駛員，保證行車安全。 缺點：電 路設(shè)計中沒有充分考慮電路的驅(qū)動問題。 電路改進和展望 該設(shè)計在自檢電路中應(yīng)作必要的改進，當檢查線路有損壞時，駕駛儀相應(yīng)的燈光顯示應(yīng)該一直保持點亮，以此提示駕駛員，而不是保持熄滅，這樣會導(dǎo)致駕駛員誤認為是駕駛盤線路損壞。 設(shè)計展望： （ 1）此電路可以利用相關(guān)傳感器進行開關(guān)控制，從而達到自行控制燈光的目的； （ 2）配以語音提示使功能更加完善。 十一、 收獲與體會 在最佳設(shè)計方案出來后，李燃同學(xué)負責(zé)控制電路的搭建，黎波和韓永峰同學(xué)負責(zé)時序脈沖電路的搭建和 生成時序脈沖的檢測， 柯亮和 李上飛同學(xué)負責(zé)尾燈部分。所有組員都參與電路的調(diào)試和進一步的完善、設(shè)計報告的書寫。 在經(jīng)過了一個月 的忙碌后，我們的課程設(shè)計終于接近了尾聲 ，還記得 剛開始的時候 看著設(shè)計要求 ，我們腦中幾乎一片空白，學(xué)了的東西忘的差不多了，不知道從何下手，甚至不知道有些芯片的作用。我們 只好一步步地 查資料，復(fù)習(xí)以前學(xué)過的課本，漸漸地我們有了些眉目，加上網(wǎng)絡(luò)上的一些范例給我們的啟發(fā)，我們開始從畫方框圖到列真值表一步一步的展開了我們的設(shè)計。 經(jīng)過大家的努力，不久電路仿真就出 來了， 然后欣喜地跑去實驗室搭電路，結(jié)果才發(fā)現(xiàn) 仿真和實際差別 太 大 了 ， 特別是我們的 尾燈自檢電路 遇到了 非常大的困難 ， 我們想了一個又一個 的 辦法去 解決。 我想這也是最吸引我們的地方， 遇到問題解決問題，當你 真正投入時才發(fā)現(xiàn)樂在其中。 通過這次課程設(shè)計，使我們認識到學(xué)過的知識要經(jīng)常想辦法去用，才能記得更 牢。還有我們理論聯(lián)系實際的能力還不夠，動手能力也需要提高。這些都應(yīng)該在以后的學(xué)習(xí)中，更加注重。另外這是我們第一次合作 設(shè)計 的電路，讓我們認識到了團隊的重要性。 十二、參考文獻 [1]閻 石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版） .北京：高等教育出版社 ， 2020 [2]張熙 .數(shù)字電路實驗 .中國民航飛行學(xué)院 [3]童詩白 華成英 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第四版） .清華大學(xué)電子教研室 編 .北京：高等教育出版社 ， 2020 [4]杜剛 .電路板設(shè)計與制作 Protel 應(yīng)用教程 .北京：清華大學(xué)出版社， 2020 [5]方大千，鮑俏偉 .實用電子控制電路 .北京：國防工業(yè)出版社， 2020