数字电路环境下汽车控制电路信号设计

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摘 要 介绍了一种纯数字电路环境下的汽车尾灯控制电路的设计方案，分析汽车尾灯控制电路的工作状态及其实现功能的关键点。将寄存器和计数器结合在一起实现该电路。

关键词 寄存器 译码器 计数器 模 波形

中图分类号：TN79 文献标识码：A

1设计要求

汽车在夜间行驶过程中，其尾灯变化规律如下：

（1）正常行驶时，车后6个尾灯全部点亮；

（2）左转弯时，左边3个灯依次从右向左循环闪动，右边3个灯熄灭；

（3）右转弯时，右边3个灯依次从左向右循环闪动，左边3个灯熄灭；

（4）当车辆停车时，6个灯一明一暗同时闪动。

2分析

此电路的设计需要用到译码器74138，计数器74192，移位寄存器74194。用L、R代表输入逻辑变量，L、R的状态表示汽车行驶状态，其值由用户通过控制器设置。用L1，L2，L3，R1，R2，R3表示输出逻辑变量，L1，L2，L3代表左边的三个尾灯，R1，R2，R2代表右边的三个尾灯。

3数字电路

汽车控制电路设计中，计数器74192采用置数法设计为模3计数器，每来3个CP脉冲，Q1，Q0（计数器74192状态输出）输出一个1，使得LD=0， Q1，Q0（计数器74192状态输出）又从00开始计数。即Q1，Q0（计数器74192状态输出）的变化规律是001001001，其周期长度是P=3的序列信号。这一信号将作为移位寄存器74194的串行输入。

（1）汽车正常行驶时。L=0，R=0，译码器74138输出Y0=0，Y1=Y2=1，两移位寄存器74194的S1S0=11（寄存器74194控制端），进行置数操作，由于G2输出为1，所以且取用的并行数据输入端均为1，所以74194（Ⅰ）的QBQCQD（寄存器74194状态输出）与74194（Ⅱ）的QAQBQC（寄存器74194状态输出）均为111，故6个尾灯全亮。

（2）汽车左转弯时。L=0，R=1，这时74138的输出Y1=0，Y0=Y2=1，移位寄存器74194（Ⅱ）的异步清零端D=0，其QAQBQC=000，右灯R1，R2和R3全部熄灭；而74194（Ⅰ）的S1S0=10，将进行左移操作，其左移串行输入端DSL的数码来自计数器74192的Q1端的“001001001…”序列信号。故QDQCQB的变化规律为：100010001100…（假设初始状态为100），所以汽车左转时其尾灯亮灯将这样变化：L1L2L3L1…。

（3）汽车右转时。L=1，R=0，这时74138的输出Y2=0，Y0=Y1=1，移位寄存器74194（Ⅰ）的异步清零端RD=0，其QBQCQD=000， 左灯L1，L2和L3全部熄灭；而74194（Ⅱ）的S1S0=01，将进行右移操作，其右移串行输入端DSR的数码来自计数器74192的Q1端的“001001001…”序列信号。故QAQBQC的变化规律为：100010001100…（假设初始状态为100），所以汽车右转时其尾灯亮灯将这样变化： R1R2R3R1…。

（4）汽车和J薄L=1，R=1，这时74138的输出Y0=Y1=Y2=1，两移位寄存器的S1S0=11，进行置数操作，其并行数据输入端74194（Ⅰ）的B，C，D和74194（Ⅱ）的A，B，C的数值完全由74192的Q0来确定。当Q0=0时，这6个输入端全为1，在时钟CP作用下，6个尾灯同时点亮；而当Q0=1时，6个并行输入端全为0，在时钟CP作用下，6个车灯同时熄灭。由于Q0波形是随CP以两个连续0和一个1交替变化，因此，6个尾灯随CP两个周期亮，一个周期暗的方式闪烁。

4总结

用数字电路来设计控制电路时，虽然有连线复杂，调试麻烦的缺点，但是可以省掉程序编写和程序调试的烦恼。该电路可以在数字电路实验箱上运行成功，也可以在电路板上焊接成功。