數(shù)字電路環(huán)境下汽車控制電路信號(hào)設(shè)計(jì)

吳強(qiáng)

摘 要 介紹了一種純數(shù)字電路環(huán)境下的汽車尾燈控制電路的設(shè)計(jì)方案，分析汽車尾燈控制電路的工作狀態(tài)及其實(shí)現(xiàn)功能的關(guān)鍵點(diǎn)。將寄存器和計(jì)數(shù)器結(jié)合在一起實(shí)現(xiàn)該電路。

關(guān)鍵詞 寄存器 譯碼器 計(jì)數(shù)器 模 波形

中圖分類號(hào)：TN79 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1設(shè)計(jì)要求

汽車在夜間行駛過程中，其尾燈變化規(guī)律如下：

（1）正常行駛時(shí)，車后6個(gè)尾燈全部點(diǎn)亮；

（2）左轉(zhuǎn)彎時(shí)，左邊3個(gè)燈依次從右向左循環(huán)閃動(dòng)，右邊3個(gè)燈熄滅；

（3）右轉(zhuǎn)彎時(shí)，右邊3個(gè)燈依次從左向右循環(huán)閃動(dòng)，左邊3個(gè)燈熄滅；

（4）當(dāng)車輛停車時(shí)，6個(gè)燈一明一暗同時(shí)閃動(dòng)。

2分析

此電路的設(shè)計(jì)需要用到譯碼器74138，計(jì)數(shù)器74192，移位寄存器74194。用L、R代表輸入邏輯變量，L、R的狀態(tài)表示汽車行駛狀態(tài)，其值由用戶通過控制器設(shè)置。用L1，L2，L3，R1，R2，R3表示輸出邏輯變量，L1，L2，L3代表左邊的三個(gè)尾燈，R1，R2，R2代表右邊的三個(gè)尾燈。

3數(shù)字電路

汽車控制電路設(shè)計(jì)中，計(jì)數(shù)器74192采用置數(shù)法設(shè)計(jì)為模3計(jì)數(shù)器，每來3個(gè)CP脈沖，Q1，Q0（計(jì)數(shù)器74192狀態(tài)輸出）輸出一個(gè)1，使得LD=0， Q1，Q0（計(jì)數(shù)器74192狀態(tài)輸出）又從00開始計(jì)數(shù)。即Q1，Q0（計(jì)數(shù)器74192狀態(tài)輸出）的變化規(guī)律是001001001，其周期長度是P=3的序列信號(hào)。這一信號(hào)將作為移位寄存器74194的串行輸入。

（1）汽車正常行駛時(shí)。L=0，R=0，譯碼器74138輸出Y0=0，Y1=Y2=1，兩移位寄存器74194的S1S0=11（寄存器74194控制端），進(jìn)行置數(shù)操作，由于G2輸出為1，所以且取用的并行數(shù)據(jù)輸入端均為1，所以74194（Ⅰ）的QBQCQD（寄存器74194狀態(tài)輸出）與74194（Ⅱ）的QAQBQC（寄存器74194狀態(tài)輸出）均為111，故6個(gè)尾燈全亮。

（2）汽車左轉(zhuǎn)彎時(shí)。L=0，R=1，這時(shí)74138的輸出Y1=0，Y0=Y2=1，移位寄存器74194（Ⅱ）的異步清零端D=0，其QAQBQC=000，右燈R1，R2和R3全部熄滅；而74194（Ⅰ）的S1S0=10，將進(jìn)行左移操作，其左移串行輸入端DSL的數(shù)碼來自計(jì)數(shù)器74192的Q1端的“001001001…”序列信號(hào)。故QDQCQB的變化規(guī)律為：100→010→001→100→…（假設(shè)初始狀態(tài)為100），所以汽車左轉(zhuǎn)時(shí)其尾燈亮燈將這樣變化：L1→L2→L3→L1→…。

（3）汽車右轉(zhuǎn)時(shí)。L=1，R=0，這時(shí)74138的輸出Y2=0，Y0=Y1=1，移位寄存器74194（Ⅰ）的異步清零端RD=0，其QBQCQD=000， 左燈L1，L2和L3全部熄滅；而74194（Ⅱ）的S1S0=01，將進(jìn)行右移操作，其右移串行輸入端DSR的數(shù)碼來自計(jì)數(shù)器74192的Q1端的“001001001…”序列信號(hào)。故QAQBQC的變化規(guī)律為：100→010→001→100→…（假設(shè)初始狀態(tài)為100），所以汽車右轉(zhuǎn)時(shí)其尾燈亮燈將這樣變化： R1→R2→R3→R1→…。

（4）汽車暫停時(shí)。L=1，R=1，這時(shí)74138的輸出Y0=Y1=Y2=1，兩移位寄存器的S1S0=11，進(jìn)行置數(shù)操作，其并行數(shù)據(jù)輸入端74194（Ⅰ）的B，C，D和74194（Ⅱ）的A，B，C的數(shù)值完全由74192的Q0來確定。當(dāng)Q0=0時(shí)，這6個(gè)輸入端全為1，在時(shí)鐘CP作用下，6個(gè)尾燈同時(shí)點(diǎn)亮；而當(dāng)Q0=1時(shí)，6個(gè)并行輸入端全為0，在時(shí)鐘CP作用下，6個(gè)車燈同時(shí)熄滅。由于Q0波形是隨CP以兩個(gè)連續(xù)0和一個(gè)1交替變化，因此，6個(gè)尾燈隨CP兩個(gè)周期亮，一個(gè)周期暗的方式閃爍。

4總結(jié)

用數(shù)字電路來設(shè)計(jì)控制電路時(shí)，雖然有連線復(fù)雜，調(diào)試麻煩的缺點(diǎn)，但是可以省掉程序編寫和程序調(diào)試的煩惱。該電路可以在數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)箱上運(yùn)行成功，也可以在電路板上焊接成功。