余忠君

（臺(tái)州學(xué)院數(shù)學(xué)與信息工程學(xué)院，臺(tái)州 317000）

1 設(shè)計(jì)要求

汽車在行駛過程中，司機(jī)通過汽車燈光來判斷汽車的行駛狀態(tài)，根據(jù)汽車行駛狀態(tài)的不同，汽車的尾燈有4種不同的顯示模式[1]：汽車正向行駛時(shí)，車后的6個(gè)尾燈全部熄滅；汽車向右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右側(cè)的3個(gè)燈按右循環(huán)依次點(diǎn)亮，左側(cè)的3個(gè)燈熄滅；汽車向左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左側(cè)的3個(gè)燈按左循環(huán)依次點(diǎn)亮，右側(cè)的3個(gè)燈熄滅；汽車臨時(shí)剎車時(shí)，車后的6個(gè)尾燈同時(shí)處于閃爍狀態(tài)。

2 設(shè)計(jì)內(nèi)容分析

（1）本汽車尾燈控制電路由模式控制電路、三進(jìn)制計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示驅(qū)動(dòng)電路和尾燈狀態(tài)顯示電路5部分組成，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 汽車尾燈控制器結(jié)構(gòu)框圖

（2）本控制電路的汽車尾燈顯示狀態(tài)與汽車的運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系如表1所示（0表示開關(guān)閉合，1表示開關(guān)斷開）。

表1 汽車尾燈顯示狀態(tài)與汽車運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)系

（3）由于汽車在向左、右轉(zhuǎn)彎的時(shí)候，與之對(duì)應(yīng)的3個(gè)指示燈被循環(huán)點(diǎn)亮，汽車的6個(gè)指示燈連接到譯碼器的輸出端，通過改變譯碼器的輸出，使譯碼器順序輸出低電平，以此來使指示燈按要求循環(huán)點(diǎn)亮，所以可以運(yùn)用一個(gè)三進(jìn)制計(jì)數(shù)器來控制譯碼器電路的輸出狀態(tài)。其指示燈與開光控制變量K1、K0和計(jì)數(shù)器的狀態(tài)Q1、Q0以及時(shí)鐘脈沖CP之間的關(guān)系如表2所示（0表示燈熄滅，1表示燈點(diǎn)亮）。

表2 指示燈與開關(guān)控制器和計(jì)數(shù)器狀態(tài)以及CP之間的關(guān)系

3 電路的整體設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容分析本汽車尾燈控制電路的整體電路圖如圖2所示。

圖2 汽車尾燈控制電路

3.1 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器

三進(jìn)制計(jì)數(shù)器采用雙JK觸發(fā)器74F112N構(gòu)成，當(dāng)接受到時(shí)鐘脈沖CP時(shí)，觸發(fā)器的輸出端按00→01→10→00……依次循環(huán)輸出時(shí)鐘脈沖CP，使譯碼器U6進(jìn)行譯碼操作，按要求對(duì)汽車尾燈進(jìn)行驅(qū)動(dòng)工作。三進(jìn)制計(jì)數(shù)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換如表3所示。

表3 三進(jìn)制計(jì)數(shù)器狀態(tài)轉(zhuǎn)換

3.2 譯碼器

譯碼器選用3-8線譯碼器74LS138N，其工作原理是當(dāng)選通端G1為高電平，另外兩個(gè)選通端G2A和G2B為低電平時(shí)，可以將A、B、C三個(gè)地址端的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。

3.3 顯示驅(qū)動(dòng)電路與尾燈狀態(tài)顯示電路

顯示驅(qū)動(dòng)電路由6個(gè)與非門和6個(gè)反相器構(gòu)成，尾燈狀態(tài)顯示電路由6個(gè)發(fā)光二極管和6個(gè)電阻組成。顯示驅(qū)動(dòng)電路的作用是在控制信號(hào)的作用下驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的亮滅。當(dāng)反相器的輸出為低電平的時(shí)候，相對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。

3.4 模式控制電路

譯碼器74LS138N的使能輸入端與U4A相連接，三輸入與非門74AS10M與顯示驅(qū)動(dòng)電路中與非門的一個(gè)輸入端相連。

（1）當(dāng)汽車正向行駛時(shí)，U4A輸出低電平使譯碼器U6的輸出端全為高電平，與非門U5A輸出高電平，所以顯示驅(qū)動(dòng)電路的6個(gè)與非門輸入全為高電平，輸出端全為低電平，所以6個(gè)反相器的輸出端全為高電平，汽車尾燈全部熄滅。

（2）當(dāng)汽車向右轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，譯碼器U6正常工作，在循環(huán)脈沖00→01→10→00→……的驅(qū)動(dòng)下，輸出端Y0、Y1、Y2依次循環(huán)輸出低電平，與之相連的與非門U12A、U7A、U8A依次循環(huán)輸出高電平，反相器U3、U13、U14依次循環(huán)輸出低電平，指示燈DR1、DR2、DR3依次循環(huán)點(diǎn)亮，所以汽車右側(cè)3個(gè)尾燈循環(huán)點(diǎn)亮，左側(cè)尾燈熄滅。

（3）當(dāng)汽車向左轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，譯碼器U6正常工作，在循環(huán)脈沖00→01→10→00→……的驅(qū)動(dòng)下，輸出端Y4、Y5、Y6依次循環(huán)輸出低電平，與之相連的與非門U11A、U10A、U9A依次循環(huán)輸出高電平，反相器指示燈U17、U16、U15依次循環(huán)輸出低電平，DL1、DL2、DL3依次循環(huán)點(diǎn)亮，所以汽車左側(cè)的3個(gè)尾燈循環(huán)點(diǎn)亮，右側(cè)尾燈熄滅。

（4）當(dāng)汽車臨時(shí)剎車時(shí)，譯碼器U6不工作，輸出端全部為高。時(shí)鐘脈沖CP通過顯示驅(qū)動(dòng)電路中的與非門作用到反相器輸出端，6個(gè)指示燈在時(shí)鐘脈沖CP作用下同時(shí)閃爍。此時(shí)汽車尾燈同時(shí)閃爍。

4 結(jié)束語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平和人們生活水平的日益提高，擁有汽車的人越來越多，而汽車的安全性問題成為必不可少的話題，汽車尾燈控制器的好壞對(duì)汽車行駛的安全起到至關(guān)重要的作用。本設(shè)計(jì)制作的汽車尾燈控制器結(jié)構(gòu)簡單、功能完善、操作方便，能很大程度上的幫助汽車在行駛過程中提高安全性。