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用VHDL設(shè)計汽車尾燈控制器
汽車尾燈控制器的設(shè)計設(shè)計任務(wù):存在6盞汽車尾燈(汽車尾部左、右各3盞),用兩個開關(guān)作為轉(zhuǎn)彎和剎車控制信號(一個開關(guān)控制右轉(zhuǎn)彎,另一個開關(guān)控制左轉(zhuǎn)彎),用一個開關(guān)作為汽車車鎖開啟控制,打開汽車時車燈閃爍3秒鐘,才能行駛。要求:當(dāng)汽車往前行駛時(此時兩個開關(guān)都未接通),6盞燈全滅。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時,若右轉(zhuǎn)彎(即右轉(zhuǎn)開關(guān)接通),右邊的3盞尾燈從左至右順序亮滅,左邊3盞燈全滅;若左轉(zhuǎn)彎(即左轉(zhuǎn)開關(guān)接通),左邊的3盞尾燈從右至左順序亮滅,右邊3盞燈全滅。當(dāng)左、右兩個開關(guān)同時接通時,6盞尾燈同時明、暗閃爍。注意:車燈閃爍和亮滅要求亮0.5秒滅1秒。計時模塊用單獨(dú)的實(shí)體實(shí)現(xiàn)。
問
提問者:網(wǎng)友
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2017-04-01
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一 汽車尾燈控制電路設(shè)計內(nèi)容及要求 (一) 設(shè)計任務(wù) 設(shè)計一個汽車尾燈控制電路,汽車尾部左右兩側(cè)各有3個指示燈(用發(fā)光二極管模擬),當(dāng)在汽車正常運(yùn)行時只是燈全滅;在右轉(zhuǎn)彎時,右側(cè)3個指示燈按右循環(huán)順序點(diǎn)亮(R1—R1R2—R1R2R3—全滅—R1)時間間隔0.5S(采用一個2Hz的方波源);在左轉(zhuǎn)彎時,左側(cè)3個指示燈按左循環(huán)順序點(diǎn)亮(L1—L1L2—L1L2L3—全滅—L1);在臨時剎車或者檢查尾燈是否正常時,所有指示燈同時點(diǎn)亮(R1R2R3L1L2L3點(diǎn)亮);當(dāng)汽車后退的時候所有尾燈循環(huán)點(diǎn)亮,當(dāng)晚上行車的時候汽車尾燈最下一個燈一直點(diǎn)亮。 (二) 設(shè)計要求 1 汽車尾燈的控制電路的設(shè)計要求 汽車尾部左右兩側(cè)各有3個指示燈。當(dāng)接通左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、剎車和檢查時,指示燈按照指定要求閃爍。 (1)當(dāng)接通右轉(zhuǎn)電鍵時,右側(cè)的3個汽車尾燈(用發(fā)光二極管模擬)按照右循環(huán)的順序依次點(diǎn)亮。 (2)當(dāng)接通左轉(zhuǎn)電鍵時,左側(cè)的3個汽車尾燈按照左循環(huán)的順序依次點(diǎn)亮。 (3)當(dāng)接通剎車電鍵時,汽車所有的尾燈同時閃爍。 (4)當(dāng)接通檢查電鍵時,汽車所有的尾燈點(diǎn)亮。 分析以上設(shè)計任務(wù),由于汽車左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、剎車、倒車、晚上行車時,所有燈點(diǎn)亮的次序和是否點(diǎn)亮是不同的,所以用74138譯碼器對輸入的信號進(jìn)行譯碼,從而得到一個低電平輸出,再由這個低電平控制一個計數(shù)器74161,計數(shù)器輸出為高點(diǎn)評時就點(diǎn)亮不同的尾燈(這里用發(fā)光二極管模擬),從而控制尾燈按要求點(diǎn)亮。由此得出在每種運(yùn)行狀態(tài)下,各指示燈與給定條件間的關(guān)系,即邏輯功能表1所示,汽車尾燈控制電路設(shè)計總體框圖如圖1所示。 表1 汽車尾燈和汽車運(yùn)行狀態(tài)表 圖1 汽車尾燈控制電路設(shè)計總體框圖 二 電路的工作原理 經(jīng)過以上所述的設(shè)計內(nèi)容及要求的分析,可以將電路分為以下幾部分: 首先,通過555定時器產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號,該脈沖信號用于提供給D觸發(fā)器和剎車時的輸入信號。 3個D觸發(fā)器用于產(chǎn)生三端輸出的001、010、100的循環(huán)信號,此信號提供左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號。 左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號通過6個與門以及電鍵提供的高低電位信號,將原始信號分別輸出到左、右的3個汽車尾燈上。這部分電路起到信號分揀的作用。 分揀之后的信號通過或門,實(shí)現(xiàn)與剎車、檢查電鍵信號的之間選擇。最終得到的信號即可輸出到發(fā)光二極管上,實(shí)現(xiàn)所需功能。 三 系統(tǒng)方案的選擇 在設(shè)計本電路時,一共考慮過二種方案。這二種方案的不同點(diǎn)在于產(chǎn)生001、010、100三種信號的方法不同。下面簡單的介紹一下這二種方案: (一)方案一:該方案通過74LS160計數(shù)器構(gòu)成能產(chǎn)生01、10、11三種狀態(tài)循環(huán)的信號,然后再通過邏輯電路將其轉(zhuǎn)換成所需的001、010、100三種左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)的信號。 設(shè):74LS160輸出的兩位信號從高位到低位分別是B A,輸出信號為Z Y X。 則 經(jīng)過 的邏輯運(yùn)算便可實(shí)現(xiàn)所需的功能。 電路圖如下 圖2 尾燈在閃爍時會出現(xiàn)不自然 但是該方案在模擬時發(fā)現(xiàn),由于計數(shù)器的競爭冒險的存在,使得尾燈在閃爍時總會出現(xiàn)不自然的中間過程。 (二)方案二:該方案是由555脈沖電路產(chǎn)生頻率為1Hz的脈沖信號來驅(qū)動74LS160S組成的計數(shù)器電路,由開關(guān)電路來控制74LS138組成的譯碼電路,由計數(shù)電路和譯碼電路一起控制顯示驅(qū)動電路,從而控制尾燈的亮滅,555定時器產(chǎn)生的信號可以使尾燈快速閃亮,通過D觸發(fā)器產(chǎn)生001、010、100的三種狀態(tài)信號,此信號提供左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號。 左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)的原始信號通過6個與門以及電鍵提供的高低電位信號,將原始信號分別輸出到左、右的3個汽車尾燈上。這部分電路起到信號分揀的作用。 分揀之后的信號通過或門,實(shí)現(xiàn)與剎車、檢查電鍵信號的之間選擇。最終得到的信號即可輸出到發(fā)光二極管上,實(shí)現(xiàn)所需功能。 方案二是本次設(shè)計中使用的方案,該方案的詳細(xì)設(shè)計將在下面詳細(xì)敘述。
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