1、Proteus简介
1.1 概述
Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PC B设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、H C11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。
1.2 具有四大功能模块：
1.2.1 智能原理图设计（ISIS）
丰富的器件库：超过27000种元器件，可方便地创建新元件；
智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件；
智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间；
支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰；
可输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。
1.2.2 完善的电路仿真功能（Prospice）
Prospice混合仿真：基于工业标准SPICE3F5，实现数字/模拟电路的混合仿真；
超过27000个仿真器件：可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件，Labcenter也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件；
多样的激励源：包括直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频（使用wav 文件）、指数信号、单频FM、数字时钟和码流，还支持文件形式的信号输入；
丰富的虚拟仪器：13种虚拟仪器，面板操作逼真，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等；
生动的仿真显示：用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，结合动态器件（如电机、显示器件、按钮）的使用可以使仿真更加直观、生动；
高级图形仿真功能（ASF）：基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标，包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等，还可以进行一致性分析；
1.2.3 独特的单片机协同仿真功能（VSM）
支持主流的CPU类型：如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等，CPU类型随着版本升级还在继续增加，如即将支持CORTEX、DSP处理器；
支持通用外设模型：如字符LCD模块、图形LCD模块、LED点阵、LED七段显示模块、键盘/按键、直流/步进/伺服电机、RS232虚拟终端、电子温度计等等，其COMPIM（COM口物理接口模型）还可以使仿真电路通过PC机串口和外部电路实现双向异步串行通信；
实时仿真：支持UART/USART/EUSARTs仿真、中断仿真、SPI/I2C仿真、MSSP 仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真；
编译及调试：支持单片机汇编语言的编辑/编译/源码级仿真，内带8051、AV
R、PIC的汇编编译器，也可以与第三方集成编译环境（如IAR、Keil和Hitech）结合，进行高级语言的源码级仿真和调试；
1.2.4 实用的PCB设计平台
原理图到PCB的快速通道：原理图设计完成后，一键便可进入ARES的PCB 设计环境，实现从概念到产品的完整设计；
先进的自动布局/布线功能：支持器件的自动/人工布局；支持无网格自动布线或人工布线；支持引脚交换/门交换功能使PCB设计更为合理；
完整的PCB设计功能：最多可设计16个铜箔层，2个丝印层，4个机械层（含板边），灵活的布线策略供用户设置，自动设计规则检查，3D 可视化预览；
多种输出格式的支持：可以输出多种格式文件，包括Gerber文件的导入或导出，便利与其它PCB设计工具的互转（如protel）和PCB板的设计和加工。
1.3 Proteus提供丰富的功能模块
1.3.1 Proteus可提供的仿真元器件资源：仿真数字和模拟、交流和直流等数千种元器件，有30多个元件库。
1.3.2 Proteus可提供的仿真仪表资源：示波器、逻辑分析仪、虚拟终端、SPI 调试器、I2C调试器、信号发生器、模式发生器、交直流电压表、交直流电流表。理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。
1.3.3 其他功能除了现实存在的仪器外，Proteus还提供了一个图形显示功能，可以将线路上变化的信号，以图形的方式实时地显示出来，其作用与示波器相似，但功能更多。这些虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，例如极高的输入阻抗、极低的输出阻抗。这些都尽可能减少了仪器对测量结果的影响。
1.3.4 Proteus可提供的调试手段Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。
2、设计要求与思路
2.1 设计目的与要求
设计目的：设计一个汽车尾灯控制器，实现对汽车尾灯状态的控制。
设计要求：在汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（假定用发光二极管模拟），根据汽车运行的状况，指示灯需具有四种不同的状态：①汽车正向行驶时，左右两侧的指示灯处于熄灭状态。②汽车向右转弯行驶时，右侧的三个指示灯按右循环顺序点亮③汽车向左转弯行驶时，左侧的三个指示灯按左循环顺序点亮④汽车临时刹车时，左右两侧指示灯处于同时闪烁状态
2.2 设计思路与构想
总体设计思路与构想：初步确定本次设计实验分为三个步骤进行：第一步设计出秒脉冲电路，第二步设计三进制电路，第三步控制开关的状态组合。
2.2.1汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系
为了区分汽车尾灯的4种不同的显示模式，需设置2个状态控制变量。假定用开关K1和K0进行显示模式控制，可列出汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系，如表2.1所示。
表2.1汽车尾灯和汽车运行状态
2.2.2汽车尾灯控制器功能描述
在汽车左右转弯行驶时由于3个指示灯被循环顺序点亮，所以可用一个三进制计数器的状态控制译码器电路顺序输出高电平，按要求顺序点亮3个指示灯。设三进制计数器的状态用Q1和Q0表示，可得出描述指示灯D1、D2、D3、D4、D5、D6与开关控制变量K1、K0，计数器的状态Q1、Q0以及时钟脉冲CP之间关系的功能表如表2.2所示（表中指示灯的状态“1”表示点亮，“0”表示熄灭）。
表2.2汽车尾灯控制器功能表
根据以上设计分析与功能描述，可以得出汽车尾灯控制器的结构框图，如下图所示。
结合以上设计分析与功能描述，在原假设设计思路和构想上，可得出汽车尾灯控制器的结构框图。整个电路可由秒脉冲电路、开关控制电路、三进制电路、译码与显示驱动电路、尾灯状态显示5部分组成。
3、单元电路设计
3.1 秒脉冲电路的设计
3.1.1方案一：石英晶体振荡器：
此电路的振荡频率仅取决于石英晶体的串联谐振频率fs，而与电路中的R、C的值无关。所以此电路能够得到频率稳定性极高的脉冲波形，它的缺点就是频率不能调节，而且频带窄，不能用于宽带滤波。此电路非常适合秒脉冲发生器的设计，但由于尽量和课堂知识联系起来，所以没有采用此电路。
3.1.2方案二：由555定时器构成的多谐振荡器：
由555定时器构成的多谐振荡器。555定时器的管脚图如图3.1所示。由于555定时器内部的比较器灵敏度高，输出驱动电流大，功能灵活，而且采用差分电路形式，它的振荡频率受电源电压和温度的影响很小。所以由555定时器构成的多谐振荡器的振荡频率稳定，不易受干扰。因此采用此方案。图3.1 555定时器的引脚图
图3.1 555定时器的引脚图
由于本次实验对脉冲的要求不高，同时根据实验要求，只要设计出一个频率为1Hz的秒脉冲即可。此时采用简单的由555构成的多谐振荡器，电路原理如图3.2所示。
图3.2用NE555制作脉冲发生器的原理图
图3.2.1 产生脉冲波形图
3.2 开关控制电路的设计
设译码器与显示驱动电路的使能控制信号为G和F（U4的5端），G与译码器74LS138的使能输入端G1相连接，F与显示驱动电路中与非门的一个输入端相连接。由总体逻
根据G和F的逻辑表达式
可画出开关控制电路。如图3.3所示
图3.3开关控制电路3.3 三进制计数器电路的设计
3.3.1方案一：由J-K触发器构成的三进制计数器；
由于电路中只需采用一片双J-K触发器74LS76芯片即可（7476芯片引脚图如图3.7所示），因此电路结构简单，成本低，所以选用此方案。
3.3.2方案二：由D触发器构成的三进制计数器：
两个D触发器可由一片双D触发器74LS74芯片实现，以及74LS00与非门和74LS04非门来实现此电路。由于电路结构较之上一方案有点复杂，而且需要三个芯片（至少两个），成本较高，因此不采用此方案。图3.4为74LS76引脚图，利用74LS76实现三进制计数电路如图3.5所示。
图3.4 74LS76芯片引脚图
图3.5 三进制计数器
3.4 译码与显示驱动电路的设计
译码与显示驱动电路的功能是：在开关控制电路输出和三进制计数器状态的作用下，提供6个尾灯控制信号，当译码驱动电路输出的控制信号为低电平时，相应指示灯点亮。因此，译码与显示驱动电路可用74LS138(其功能表如表3.3所示)、6个反相器构成。1.图中，译码器74LS138的输入端C、B、A分别接K1、Q1、Q0。当图中G=F=0、K1=0时，对于计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯D1、D2、D3对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯D1、D2、D3依次顺序点亮，示意汽车左转弯；
2.当图中G=F=0、K1=1时，对于计数器状态Q1Q0为00、01、10，译码器输出依次为0，使得与指示灯D4、D5、D6对应的反相器输出依次为低电平，从而使指示灯D4、D5、D6依次顺序点亮，示意汽车右转弯；
3.当图中G=0，F=0时，译码器输出为全1，使所有指示灯对应的反相器输出全部为高电平，指示灯全部熄灭；
4.当图中G=0，F=cp时，所有指示灯随cp的频率闪烁。实现了4种不同模式下的尾灯
状态显示。表3.3为74LS138译码器的功能真值表。74LS138译码器接法如图3.7所示。
图3.6 74LS138译码器引脚图
表3.3 74LS138功能表
3.5 尾灯状态显示电路的设计
尾灯状态显示电路可由6个发光二极管和1个电阻组成，图3.8中，当6个反相器的输出为低电平时，相应发光二极管被点亮。
图3.8二极管发光电位
4、电路仿真与分析
4.1 电路仿真总电路图
图4.1 汽车尾灯控制器电路原理图
4.2 汽车尾灯控制器电路的工作原理
其工作原理图如图4.1所示，经过以上所述的设计内容及要求的分析，可以图4.1汽车尾灯控制器电路原理图
将电路分为以下几部分：
首先，通过555定时器构成的多谐振荡器产生频率为1Hz的脉冲信号，该脉冲信号用于提供给双J-K触发器构成的三进制计数器和开关控制电路中的二输入与非门的输入信号。
其次，双J-K触发器构成的三进制计数器用于产生00、01、10的循环信号，Q1、Q2分别接到74LS138的QA、QB上，此信号提供左转、右转的原始信号，通过控制QC端来
实现左转、右转。
最后，左转、右转的原始信号输出的有效电平为低电平，所以直接接到发光二极管的负极，而且6个非门以及由控制端F和CP信号作为输入的74LS00提供的高低电位信号，同样接到左、右的3个汽车尾灯的负极。发光二极管的正极经电阻接到电源，这样只要发光二级管负极输入低电平就发亮。
4.3 参数计算与器件选择
1电容：
考虑到市场上电容值较少，本次课设中涉及到的电容直接给它定值，C1=0.47uF，C2=0.01uF。
2电阻：
1．秒脉冲部分的电阻：由于f为1Hz左右适合观察即可，根据公式：f=1.43/C(R1+2R2)，所以选取R1=10kΩ，R2=1500kΩ，C1= 0..47μF。
2．发光二极管上拉电阻：由于红色发光二极管的压降为2V左右，而电源电压才5V。为了使二极管发光强度达到要求，上拉电阻不能太大，大约20Ω左右。
3．其他电阻可选为10kΩ即可。
4.4 实验现象
SW1、SW2全部闭合时，六个灯全部闪烁；
SW1、SW2全部断开时，六个灯全部熄灭；
SW1闭合，SW2断开时，D1、D2、D3右循环点亮；
SW1断开，SW2闭合时，D4、D5、D6左循环点亮；
5、元器件清单表5.1元件清单
6、心得体会
7、参考文献
[1].屠其非LED用于汽车尾灯的展望上海光源与照明出版社2001
[2].姚福安电子电路设计与实践山东山东科学技术出版社2002
[3].康华光数字电子基础北京高等教育出版社1999
[4].傅晓林电子技术课程设计实用教程重庆重庆交通学院电工电子出版社2006
[5].路勇电子电路实验及仿真北京清华大学出版社2004
物理与电子信息系 课程设计报告 课程名称：单片机课程设计 题目：汽车尾灯的设计 学生姓名：李海标学号：11409321 学生姓名：唐凯学号：11409310 系部：物理与电子信息系 专业年级：电子信息工程专业2011级指导教师：余胜 职称：副教授 湖南人文科技学院物理与电子信息系制
目录 摘要.................................................................................................................................. - 1 - 1、设计课题任务、功能要求说明及总体方案介绍................................................................ - 2 - 1.1设计课题任务............................................................................................................... - 2 - 1.2功能要求说明............................................................................................................... - 2 - 1.3设计课题总体方案介绍及工作原理说明................................................................... - 2 - 1.3.1汽车尾灯的设计思路与频率计算................................................................... - 2 - 1.3.2AT89C51芯片介绍....................................................................................... - 3 - 2、设计课题硬件系统的设计.................................................................................................... - 6 - 2.1设计课题硬件系统各模块功能简要介绍................................................................... - 6 - 2.1.1复位电路........................................................................................................... - 6 - 2.1.2时钟振荡电路................................................................................................... - 7 - 2.1.3独立键盘电路................................................................................................... - 7 - 2.1.4 LED显示电路................................................................................................. - 8 - 2.2设计课题电路原理图、PCB 图、元器件清单.......................................................... - 9 - 2.2.1 原理图............................................................................................................ - 9 - 2.2.2 PCB图........................................................................................................... - 9 - 2.2.3 仿真图............................................................................................................ - 9 - 2.2.4 元器件清单.................................................................................................... - 9 - 3、设计课题软件系统的设计.................................................................................................... - 9 - 3.1设计课题使用单片机资源的情况............................................................................... - 9 - 3.1.1 键盘设定........................................................................................................ - 9 - 3.1.2 发光二级管显示设定.................................................................................. - 10 - 3.2设计课题软件系统程序流程框图............................................................................. - 10 - 3.2.1 主程序流程图................................................................................................ - 10 - 3.2.2键扫程序流程图............................................................................................. - 10 - 3.2.3延时程序流程图............................................................................................. - 11 - 3.2.4 显示程序流程图............................................................................................ - 12 - 3.3设计课题软件系统程序清单..................................................................................... - 13 - 4、仿真结果与误差分析 ......................................................................................................... - 14 - 4.1汽车尾灯控制电路的使用说明................................................................................. - 14 - 4.2汽车尾灯控制仿真结果............................................................................................. - 14 - 4.3硬件调试 .................................................................................................................... - 15 - 4.4设计体会 .................................................................................................................... - 15 - 致谢 ....................................................................................................................................... - 16 - 参考文献 ................................................................................................................................... - 17 - 附录 ....................................................................................................................................... - 18 - 一、原理图........................................................................................................................ - 19 - 二、PCB图 ........................................................................................................................ - 19 - 三、仿真电路图................................................................................................................ - 20 - 四、设计课题元器件清单................................................................................................ - 20 - 五、程序清单.................................................................................................................... - 22 -
1 引言 在日新月异的21世纪里，电子产品得到了迅速发展。许多电器设备都趋于人性化、智能化，这些电器设备大部分都含有CPU 控制器或者是单片机。单片机以其高可靠性、高性价比、低电压、低功耗等一系列优点，近几年得到迅猛发展和大范围推广，广泛应用于工业控制系统、通讯设备、日常消费类产品和玩具等。并且已经深入到工业生产的各个环节以及人民生活的各个方面，如车间流水线控制、自动化系统等、智能型家用电器（冰箱、空调、彩电）等。用单片机来控制的小型电器产品具有便携实用，操作简单的特点。 本文设计的汽车尾灯控制电路属于小型智能电子产品。利用单片机进行控制，实时时钟芯片进行记时，外加掉电存储电路和显示电路。此设计具有相当重要的现实意义和实用价值。 2 系统概述 本设计以AT89S52单片机为核心，构成单片机控制电路，完成对它们的自动调整和掉电保护。人机接口由四个按键来实现，用这四个按键对汽车左转，右转，停车和检测进行控制。。软件控制程序实现所有的功能。整机电路使用+5V 稳压电源，可稳定工作。系统框图如图2-1所示，其软硬件设计简单，可广泛应用于长时间工作的系统中。 图2-1 系统框图 3 方案选择 由于汽车尾灯控制电路的种类比较多，因此方案选择在设计中是至关重要的。正确地选择方案可以减小开发难度，缩短开发周期，降低成本，更快地将产品推向市场。 ** 方案1——基于AT89S52单片机的汽车尾灯控制电路设计 直接用AT89S52单片机来实现汽车尾灯控制电路设计。AT89S52是一种带8K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦写1000余次。由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，A TMEL 的A T89S52是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 用单片机来实现汽车尾灯控制电路设计，无须外接其他芯片，充分利用了单片机的资源。 ** 方案2——基于电子元件的汽车尾灯控制电路设计 人机接口 显示电路 软件控制程序 电源电路 单片机控制电路
电子技术综合实验2 （开放型实验） 实验指导书 南昌航空大学信息工程学院电工电子教研室 2009年8月
实验一汽车尾灯控制电路设计 一、设计型实验的目的与任务 实验目的：使学生熟悉和掌握实际电子技术应用所需要的完整流程，即电路原理图设计、电路性能仿真与测试、电路板的制作、硬件电路的调试这一整套技能。 实验任务：在计算机上绘制电路原理图，完成设计电路的软仿真。在电子技术实验箱上搭建实物电路，并完成硬件电路的调试。观察实验现象，写出实验报告。 二、设计要求 假设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（可用试验箱上的电平指示二极管模拟） 1、汽车正常运行时指示灯全灭 2、右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮 3、左转弯时左侧3个指示灯按左循环顺序点亮 4、临时刹车时所有指示灯同时闪烁 三、设计内容 1、列出尾灯与汽车运行状态表，如表1-1所示 表1-1 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。由此得出每种运行状态下，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。 表1-2
图1-1 3、设计单元电路 三进制计数器电路。由双JK 触发器74LS76构成，可根据表1-2进行设计。汽车尾灯电路。其显示驱动电路由6个发光二极管和6个反相器构成。译码电路由三线译码器74LS138和6个与非门构成。74LS138的三输入端A2、A1、A0分别按Q1、Q0，而Q1Q0是三进制计数器的输出端 Y 0，Y 1，Y 2，依次为0有效（Y 3，Y 4，Y 5的符号为“1”无效），即反相器G1~G3的输出端也依次为0，故指示灯D1→D2→D3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Y 4，Y 5，Y 6依次为0有效，即反相器G4~G6的输出端也依次为0，故指示灯D4→D5→D6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，G6~G1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。 开关控制电路。设73LS138和显示驱动电路的使能端信号分别为G 和A ，根据总体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，真值表经过整理得逻辑表达式为 10G S S =⊕ 10101010A S S S S CP S S S S CP =+=? 表3-3 开关控制 CP 使能信号 S 1 S 0 G A 0 0 Х 0 1 0 1 Х 1 1 1 0 Х 1 1 1 1 CP 0 CP 4、设计汽车尾灯总体参考电路 由步骤3可得出汽车尾灯总体电路(参考)，如图1-2所示
齐鲁工业大学课程设计专用纸成绩 课程名称数字逻辑指导教师 院（系）信息学院专业班级 学生姓名仅作参考学号不谢设计日期 2014.7.2 课程设计题目汽车尾灯控制器设计 一、课程设计目的与任务 课程设计的目的：通过课程设计让学生进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原则；提高学生的综合运用所学的理论知识，独立分析和解决问题的能力；让学生初步掌握对电子线路安装与调试等。 设计任务：设计一个汽车尾灯显示控制，实现对汽车尾灯状态的控制。 二、课程设计内容 1本设计题目的主要内容 本设计主要是用中、小规模集成电路设计一个汽车尾灯显示控制。在汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（假定用发光二极管模拟），根据汽车运行的状况，指示灯需具有四种不同的状态：①汽车正向行驶时，左右两侧的指示灯处于熄灭状态。②汽车向右转弯行驶时，右侧的三个指示灯按循环顺序点亮③汽车向左转弯行驶时，左侧的三个指示灯按循环顺序点亮④汽车临时刹车时，左右两侧指示灯处于同时闪烁状态。 使用Multisim 2000进行仿真设计。 汽车尾灯显示控制的构成： （1）模式控制电路 （2）三进制计数器 （3）译码与显示驱动电路 （4）尾灯状态显示电路 2基本要求 （1）要求电路简单可靠，仿真结果基本正确。 （2）满足基本的设计要求，基本功能能够实现。 （3）提交课程设计报告。
3设计思想与总体构架 为了区分汽车尾灯的4种不同的显示模式，需设置2个状态控制变量。 假定用开关K1和K0进行显示模式控制，可列出汽车尾灯显示状态与汽车运行状态的关系，如表所示。 开关控制汽车运行状 态6个发光二极管 K1K0D1 D2 D3D4 D5 D6 11正常运行灯灭灯灭 10右转弯 按D1、D2、D3顺 序循环点亮 灯灭 01左转弯灯灭 按D4、D5、D6顺序 循环点亮 00临时刹车所有尾灯同时按cp闪烁 该电路主要有三方面的要求，一时脉冲，二是汽车的行驶状态要与汽车尾灯的显示要对应，三是汽车尾灯的循环变亮。脉冲使用555定时器构成的多谐振荡器，通过译码电路和开关控制电路实现汽车尾灯与汽车行驶状态的对应，使用3进制计数器实现汽车尾灯的循环。 总体框架：
& 成绩：分 ××××系 课程设计报告书 课程设计名称电子产品综合设计 《 汽车尾灯控制器的设计 题目 学生姓名 专业 班级 ： 指导教师 日期：2010年7月5日 {
摘要：本设计根据计算机中状态机原理，利用VHDL设计汽车尾灯控制器的各个模块，并使用EDA 工具对各模块进行仿真验证。汽车尾灯控制器的设计分为4个模块：时钟分频模块、汽车尾灯主控模块、左边灯控制模块和右边灯控制模块。把各个模块整合后就形成了汽车尾灯控制器。通过输入系统时钟信号和相关的汽车控制信号，汽车尾灯将正确显示当前汽车的控制状态。 关键字：时钟信号，EDA工具，状态机 Abstract: This design is according to the computer state machine theory, using VHDL taillight design the various parts of the controller and use the EDA tools for simulation of each taillight controller design is divided into four modules: the clock frequency module, the taillight major control module, left lamp control module and right lamp control module after the formation of a car taillight integrated the input system clock signal and the signal related to vehicle control, vehicle tail lights will correctly display the current state of vehicle control. Key words: The clock signal, EDA tools, the computer state machine theory · -
电子技术课程设计任务书
电子技术课程设计任务书 2．对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕： 设计电路，安装调试或仿真，分析实验结果，并写出设计说明书,语言流畅简洁，文字不得少于3500字。要求图纸布局合理，符合工程要求，使用Protel软件绘出原理图（SCH）和印制电路板(PCB),器件选择要有计算依据。 3．主要参考文献： [1]谢自美。电子线路设计、实验、测试[M]华中理工大学，2001 [2] 彭介华. 电子技术课程设计指导[M]. 北京：高等教育出版社，1997 [3] 毕满清. 电子技术实验与课程设计[M]. 北京：机械工业出版社，1995 [4] 陈明义. 电工电子技术课程设计指导[M]. 长沙：中南大学出版社，2002 [5] 陈永甫. 新编555集成电路应用800例[M]. 北京：电子工业出版社2000 [6] . 4．课程设计工作进度计划： 序号起止日期工作内容 1 2011-1-3 布置任务，教师讲解设计方法及要求 2 2011-1-4 学生查找阅读资料，并确定方案 3 2011-1-5 学生设计小组会议，讨论方案 4 2011-1-6~11 设计、仿真实验 5 2010-1-12~13 写说明书，小组讨论 6 2010-1-14 答辩 指导教师苏泽光日期： 2010 年 12 月日
目录 引言 (1) 1 设计方案 (2) 汽车尾灯电路实际设计要求 (2) 设计原理及原理框图 (2) 2 单元电路设计 (2) 时钟脉冲电路 (2) 开关控制电路 (4) 三进制计数器 (5) 译码、显示驱动电路 (6) 3 性能测试与仿真 (7) 仿真软件的简单介绍 (7) Protel 99SE简单介绍 (7) IN Multisim10简单介绍 (8) 利用Multisim仿真与测试 (9) 原理图（SCH）和电路板（PCB） (14) 4结论 (15) 参考文献 (17) 摘要 汽车行驶时会有正常行驶、左转弯、右转弯和刹车四种情况，针对这四种情况
— 《可编程器件》课程设计报告 课题：汽车尾灯控制器设计： 班级学号 学生姓名 专业 系别 指导老师 ~ 淮阴工学院 电子与电气工程学院 2014年11月 ,
一、设计目的 《可编程器件》课程设计是时一项重要的实践性教育环节，是学生在校期间必须接受的一项工程训练。在课程设计过程中，在教师指导下，运用工程的方法，通过一个简单课题的设计练习，可使学生通过综合的系统设计，熟悉应用系统的设计过程、设计要求、完成的工作内容和具体的设计方法，了解必须提交的各项工程文件，也达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。 通过课程设计，应能加强学生如下能力的培养： （1）) （2）独立工作能力和创造力； （3）综合运用专业知识及基础知识，解决实际工程技术问题的能力； （4）查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力； （5）工程绘图的能力； （6）编写技术报告和编制技术资料的能力。 二、设计要求 假设汽车尾部左右两侧各有3盏知识灯，其控制功能包括： （1）汽车正常行驶是指示灯都不亮。 （2）… （3）汽车右转弯时，右侧的一盏指示灯RD1交替闪烁，周期为2秒，其余灯熄灭。（4）汽车左转弯时，左侧的一盏指示灯LD1交替闪烁，周期为2秒，其余灯熄灭。（5）汽车刹车时，左右两侧的一盏指示灯LD2，RD2同时亮。 （6）汽车夜间行驶时，左右两侧的一盏指示灯LD3，RD3同时一直亮，供照明使用。 三、设计的具体实现 1、汽车尾灯控制器的工作原理 汽车尾灯控制器就是一个状态机的实例。当汽车正常行驶时所有指示灯都不亮；当汽车向右转弯时，汽车右侧的指示灯RD1亮；当汽车向左侧转弯时，汽车左侧的指示灯LD1亮；当汽车刹车时，汽车右侧的指示灯RD2和汽车左侧的指示灯LD2同时亮；当汽车在夜间行驶时，汽车右侧的指示灯RD3和汽车左侧的指示灯LD3同时一直亮。 通过设置系统的输入信号：系统时钟信号clk，汽车左转弯控制信号left，汽车右转弯控制信号right，刹车信号brake，夜间行驶信号night系统的输出信号：汽车左侧3盏指示灯LD1，LD2，LD3和汽车右侧3盏指示灯RD1，RD2，RD3实现以上功能。 " 系统的整体组装设计原理如图所示：
中北大学 课程设计说明书 学生姓名：学号： 学院：信息与通信工程学院 专业：光电信息科学与工程 题目：汽车尾灯控制电路设计 指导教师：职称: 指导教师：职称: 201X年 X月X日
中北大学 课程设计任务书201X/201X 学年第一学期 学院：信息与通信工程学院专业：光电信息科学与工程学生姓名：学号： 课程设计题目：汽车尾灯控制电路设计起迄日期：X月X日～X月X日课程设计地点：中北大学 指导教师： 学科管理部主任： 下达任务书日期: 201X年X月X日
1．设计目的： 本课程设计主要针对模拟电子技术和数字电子技术课程要求，培养学生在查阅资料的基础上，进行实用电路设计、计算、仿真、调试等多个环节的综合能力，同时培养学生用课程中所学的理论独立地解决实际问题的能力。另外还培养学生用专业的、简洁的文字,清晰的图表来表达自己设计思想的能力。 2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）： （假设汽车尾部左右各有3只指示灯，汽车正常运行时全部熄灭；右转时右侧3只灯依次按右循环点亮；左转时左侧3只灯依次按左循环点亮；刹车时所有灯同时闪烁。）（1）掌握车灯右循环电路的设计、仿真与调试； （2）掌握车灯左循环电路的设计、仿真与调试； （3）掌握延时电路的设计、仿真与调试，车灯循环点亮和闪烁时，点亮和熄灭时间都为2秒，精度大于10%； （4）掌握状态切换电路的设计、仿真与调试； （5）掌握方案设计与论证； （6）掌握用相关软件进行电路图设计、仿真，以及对仿真结果的分析、总结。 3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕： （1）提供核心器件的工作原理与应用介绍； （2）提供用Protel99/DXP设计的电路原理图，印刷板电路图选做； （3）提供用Multisim、MaxPlus、Proteus等其他软件对电路的仿真结果与分析； （4）提供符合规定要求的课程设计说明书，图、表清晰； （5）提供参考文献不少于三篇，且必须是相关的参考文献。
课程设计报告 课程名称：电子技术课程设计 设计题目：汽车尾灯控制器 专业：电气工程及其自动化 班级： 2009 学号 学生XX：李博 时间：2012 年 2月 27 日～3月 2 日 ―――――――以下指导教师填写―――――分项成绩：出勤成品答辩及考核 总成绩：总分成绩 指导教师：
课程设计报告要求和成绩评定 1报告基本内容 前言，目录，任务书，正文，参考文献。 2 书写用纸 A4复印纸。 3 书写要求 主要部分手工双面或单面书写（计算机绘图等指定内容可打印），字迹清楚，每页20行左右，每行30字左右，排列整齐；页码居中写在页面下方；纸面上下左右4侧边距均为2厘米。 前言和目录合写作为第一页；参考文献接正文书写，不另起页。 公式单占一行居中书写；插图要有图号和图题，图号和图题书写在插图下方；表格要有表号和表题，表号和表题在表格上方书写；物理量单位和符号、参考文献引用和书写以及图纸绘制要符合有关标准规定；有关细节可参考我院《毕业设计成品规X》。 4 装订 装订顺序：封面，前言和目录，任务书，正文及参考文献，图纸，封底；左边为装订边，三钉装订，中间钉反向装订。 5 成绩评定 课程设计成绩由出勤（10分）、报告书写规X性及成品[注]质量（30分）、答辩及考核（60分）三部分成绩合成后折合为优秀（90－100分）、良好（80－89分）、中（70－79分）、及格（60－69分）或不及格（60分以下）。 注：成品含义由课程设计任务书规定，除课程设计报告外，还可以包括图纸、计算机程序、制作品、实验或测试方案等。
前言 在当今社会中，数字时代已经成为一种现实，并且时刻影响着人们的日常生活，作为数字化的基础——数字电子电路，无疑是至关重要的。数字电路课程设计便是本课程的一种很好的实践,更是加深电子技术理论理解的重要途径，同时有助于培养我们严谨，探索的科学精神。 “汽车尾灯控制电路”作为电子技术基础课程的一个实践，利用基本的芯片：双向移位寄存器74LS194，二输入与非门74LS00、四输入与非门74LS20、六反相器74LS04、3-8译码器，555定时器及电阻电容进行搭建。综合数字电路和模拟电路的知识，提升了我们理实际解决问题的能力，有助于增强我们将理论转为实际的意识，是一种很好的锻炼和学习方式。 在实际的设计过程中得到了尚志刚，苏士美等老师的鼎力相助，谢谢他们的无私的指导，“汽车尾灯控制电路”才得以顺利完成。再次祝他们工作顺利，万事如意。 由于时间紧迫和水平有限，本课程设计报告还存在瑕疵，恳请老师提出指正意见。 作者：李博 2012年3月2日
1、Proteus简介 1.1概述 Proteus 软件是英国Labcenter electronics 公司出版的EDA工具软件（该软 件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿 真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工 具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具（仿 真软件），从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PC B设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、 PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、H C11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33 、AVR ARM 8086 和MSP430等，2010 年即 将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面， 它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。 1.2具有四大功能模块： 1.2.1智能原理图设计（ISIS） 丰富的器件库：超过27000种元器件，可方便地创建新元件； 智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件； 智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间； 支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰； 可输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WOR D POWERPOIN等多种文档使用。 122完善的电路仿真功能（Prospice ） Prospice混合仿真：基于工业标准SPICE3F5,实现数字/模拟电路的混合仿直. 超过27000个仿真器件：可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设
课程设计说明书 课程设计名称：电子课程设计 课程设计题目：汽车尾灯控制电路 学院名称：信息工程学院 专业：计算机科学与技术班级： 学号：姓名： 评分：教师： 20 10 年 9 月 15 日 摘要 随着科学技术的全方面发展,汽车制造工艺得到了长足的进步,使得汽车
已经成为现代人们主要的交通工具。人们了解到他们便捷、快速之余，也同时意识到汽车潜在的安全隐患，所以对具有汽车行驶状况提示作用的汽车尾灯进行研究是非常必要的。 本次课题设计的目的：设计汽车尾灯控制电路，由两个开关控制实现汽车正常运行、右转弯、左转弯和刹车时尾灯的情况。尾灯分别由左右各三个灯泡组成，实验中采用发光二极管显示。这样可以使得尾灯更清楚明显更加人性化。本次设计是关于汽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，分析并设计电路。整个电路由控制电路，三进制计数器，译码与显示驱动电路，尾灯状态显示4部分组成。分析了使能控制信号与模式控制变量、时钟脉冲的关系，运用J—K触发器、3—8译码器等实现了根据汽车的运行状态，指示灯显示4种不同的模式。本文详细的介绍了电路的设计思路及其实现过程，包括了整个设计流程。 通过上述电路组成使得汽车正常行驶时尾灯全灭，左转弯时左边三个指示灯顺序点亮，右转弯时右边三个指示灯顺序点亮，紧急刹车时左右两边指示灯同时闪烁，从而完成整个汽车尾灯控制电路的设计。 经过一系列的分析、仿真模拟等准备工作，本次课题设计基本都实现了全部的设计要求。 关键字：汽车尾灯、循环闪烁、译码、脉冲源 目录 前言 (4)
第一章设计内容及要求 (5) 第二章系统设计方案选择 2.1 方案一 (6) 2.2 方案二 (7) 第三章系统组成及工作原理 3.1 系统组成 (8) 3.2 工作原理 (9) 第四章单元电路设计、参数计算、器件选择 4.1 CP脉冲电路的设计......................................`10 4.2 三进制计数器电路设计. (11) 4.3 开关控制电路设计 (12) 4.4译码及显示驱动电路 (13) 第五章实验调试及测试结果与分析 (15) 第六章实验总结及收获 (16) 参考文献 (17) 附录一 (18) 附录二 (21) 附录三 (22) 前言 汽车技术的发展趋势是电子化、智能化、信息化和集成化当前国际汽车
汽车尾灯控制电路 设计者：
汽车尾灯控制电路 内容摘要 本课题设计一个汽车尾灯的控制电路。 汽车尾部左右两侧各有3个指示灯。当接通左转、右转、刹车和检查时，指示灯按照指定要求闪烁。 一、设计内容及要求 本课题设计一个汽车尾灯的控制电路。该电路由四个电键控制，分别对应着左转、右转、刹车和检查功能。 当接通左转或右转电键时，左侧或右侧的3个汽车尾灯按照左循环或右循环的顺序依次点亮。 当接通刹车电键时，汽车所有的尾灯同时闪烁。 当接通检查电键时，汽车所有的尾灯点亮。 二、电路的工作原理 经过以上所述的设计内容及要求的分析，可以将电路分为以下几部分：首先，通过555定时器产生频率为1Hz的脉冲信号，该脉冲信号用于提供给D触发器和刹车时的输入信号。 3个D触发器用于产生三端输出的001、010、100的循环信号，此信号提供左转、右转的原始信号。 左转、右转的原始信号通过6个与门以及电键提供的高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右的3个汽车尾灯上。这部分电路起到信号分拣的作用。 分拣之后的信号通过或门，实现与刹车、检查电键信号的之间选择。最终得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需功能。 三、系统方案的选择 在设计本电路时，一共考虑过三种方案。这三种方案的不同点在于产
生001、010、100三种信号的方法不同。下面简单的介绍一下这三种方案： 第一种方案：该方案通过74LS160计数器构成能产生01、10、11三种状态循环的信号，然后再通过逻辑电路将其转换成所需的001、010、100三种左转或右转的信号。0 设：74LS160输出的两位信号从高位到低位分别是B A ，输出信号为Z Y X 。 则 经过 ) ()(AB B Z AB A Y AB X === 的逻辑运算便可实现所需的功能。 电路图如下： 但是该方案在模拟时发现，由于计数器的竞争冒险的存在，使得尾灯在闪烁时总会出现不自然的中间过程。 第二种方案：通过74LS194移位寄存器来产生001、010、100的三种
1、Proteus简介 1.1 概述 Proteus软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件（该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PC B设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、H C11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。 1.2 具有四大功能模块： 1.2.1 智能原理图设计（ISIS） 丰富的器件库：超过27000种元器件，可方便地创建新元件； 智能的器件搜索：通过模糊搜索可以快速定位所需要的器件； 智能化的连线功能：自动连线功能使连接导线简单快捷，大大缩短绘图时间； 支持总线结构：使用总线器件和总线布线使电路设计简明清晰； 可输出高质量图纸：通过个性化设置，可以生成印刷质量的BMP图纸，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多种文档使用。
1.2.2 完善的电路仿真功能（Prospice） Prospice混合仿真：基于工业标准SPICE3F5，实现数字/模拟电路的混合仿真； 超过27000个仿真器件：可以通过内部原型或使用厂家的SPICE文件自行设计仿真器件，Labcenter也在不断地发布新的仿真器件，还可导入第三方发布的仿真器件； 多样的激励源：包括直流、正弦、脉冲、分段线性脉冲、音频（使用wav 文件）、指数信号、单频FM、数字时钟和码流，还支持文件形式的信号输入； 丰富的虚拟仪器：13种虚拟仪器，面板操作逼真，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器、直流电压/电流表、交流电压/电流表、数字图案发生器、频率计/计数器、逻辑探头、虚拟终端、SPI调试器、I2C调试器等； 生动的仿真显示：用色点显示引脚的数字电平，导线以不同颜色表示其对地电压大小，结合动态器件（如电机、显示器件、按钮）的使用可以使仿真更加直观、生动； 高级图形仿真功能（ASF）：基于图标的分析可以精确分析电路的多项指标，包括工作点、瞬态特性、频率特性、传输特性、噪声、失真、傅立叶频谱分析等，还可以进行一致性分析； 1.2.3 独特的单片机协同仿真功能（VSM） 支持主流的CPU类型：如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等，CPU类型随着版本升级还在继续增加，如即将支持CORTEX、DSP处理器； 支持通用外设模型：如字符LCD模块、图形LCD模块、LED点阵、LED七段显示模块、键盘/按键、直流/步进/伺服电机、RS232虚拟终端、电子温度计等等，其COMPIM（COM口物理接口模型）还可以使仿真电路通过PC机串口和外部电路实现双向异步串行通信； 实时仿真：支持UART/USART/EUSARTs仿真、中断仿真、SPI/I2C仿真、MSSP 仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真； 编译及调试：支持单片机汇编语言的编辑/编译/源码级仿真，内带8051、AV
扬州大学能源与动力工程学院本科生课程设计 题目：汽车尾灯控制电路 课程：数字电子技术基础 专业：___________________ 学号：___________ 姓名： _______ 指导教师：______ 完成日期： 2012.05.29
总目录 第一部分：任务书 第二部分：课程设计报告
第一部分 任 务 书 《数字电子技术基础》课程设计任务书
一、课程设计的目的 本课程是在学完《数字电子技术基础》、《数字电子技术实验》之后，集中一周时间，进行的复杂程度较高、综合性较强的设计课题的实做训练。主要包括：方案论证、系统电路分析、单元功能电路设计、元器件选择、安装调试、计算机辅助设计、系统综合调试与总结等。使学生在《数字电子技术》基本知识、实践能力和综合素质、创新意识、水平诸方面得到全面提高，为后续课程的学习，为培养应用型工程技术人才打下重要基础。通过本课程设计可培养和提高学生的科研素质、工程意识和创新精神。真正实现了理论和实际动手能力相结合的教学改革要求。 二、课程设计的要求 1、加强对电子技术电路的理解，学会查寻资料、方案比较，以及设计计算等环节，进一步提高分析解决实际问题的能力。 2、独立开展电路实验，锻炼分析、解决电子电路问题的实际本领，真正实现由知识向技能的转化。 3、独立书写课程设计报告，报告应能正确反映设计思路和原理，反映安装、调试中解决各种问题。 三、课程设计进度安排 1、方案设计；(一天) 根据设计任务书给定的技术指导和条件，进行调查研究、查阅参考文献，进行反复比较和可行性论证，确定出方案电路，画出主要单元电路，数据通道，输入、输出及重要控制信号概貌的框图。 2、电路设计：(一天) 根据方案设计框图，并画出详细的逻辑图 3、装配图设计：(半天) 根据给定的元器件，结合逻辑图，设计出电路制作的具体装配图(即绘出组件数量，管脚号以及器件布置的实际位置)。同时配以必要的文字说明。 4、电路制作：(一天半) 对选定的设计，按装配图进行装配，调试实验。 5、总结鉴定：(半天) 考核样机是否全面达到现定的技术指标，能否长期可靠地工作，并写出设计总结报告。四、设计题目及内容
《EDA技术及实验》 课程设计报告 题目：汽车尾灯控制器 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 年月日
目录 1、设计要求................................... - 3 - 2、设计思路................................... - 3 - 3、基本原理与设计框图......................... - 3 - 4、电路设计................................... - 3 - 4.1 开关控制电路部分：...................... - 3 - 4.2 三进制计数器电路........................ - 4 - 4.3 译码电路................................ - 5 - 4.4 驱动电路................................ - 6 - 5、电路仿真及PCB板制作....................... - 7 - 5.1 总电路.................................. - 7 - 5.2 仿真过程............................... - 7 - 5.3 电路图.................................. - 9 - 5.4 PCB板 ................................ - 10 - 6、分析与改进................................ - 14 - 8、原件清单.................................. - 14 - 9．参考文献.................................. - 15 -