數字電路環境下汽車控制電路信號設計

吳強

摘 要 介紹了一種純數字電路環境下的汽車尾燈控制電路的設計方案，分析汽車尾燈控制電路的工作狀態及其實現功能的關鍵點。將寄存器和計數器結合在一起實現該電路。

關鍵詞 寄存器 譯碼器 計數器 模 波形

中圖分類號：TN79 文獻標識碼：A

1設計要求

汽車在夜間行駛過程中，其尾燈變化規律如下：

（1）正常行駛時，車后6個尾燈全部點亮；

（2）左轉彎時，左邊3個燈依次從右向左循環閃動，右邊3個燈熄滅；

（3）右轉彎時，右邊3個燈依次從左向右循環閃動，左邊3個燈熄滅；

（4）當車輛停車時，6個燈一明一暗同時閃動。

2分析

此電路的設計需要用到譯碼器74138，計數器74192，移位寄存器74194。用L、R代表輸入邏輯變量，L、R的狀態表示汽車行駛狀態，其值由用戶通過控制器設置。用L1，L2，L3，R1，R2，R3表示輸出邏輯變量，L1，L2，L3代表左邊的三個尾燈，R1，R2，R2代表右邊的三個尾燈。

3數字電路

汽車控制電路設計中，計數器74192采用置數法設計為模3計數器，每來3個CP脈沖，Q1，Q0（計數器74192狀態輸出）輸出一個1，使得LD=0， Q1，Q0（計數器74192狀態輸出）又從00開始計數。即Q1，Q0（計數器74192狀態輸出）的變化規律是001001001，其周期長度是P=3的序列信號。這一信號將作為移位寄存器74194的串行輸入。

（1）汽車正常行駛時。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），進行置數操作，由于G2輸出為1，所以且取用的并行數據輸入端均為1，所以74194（Ⅰ）的QBQCQD（寄存器74194狀態輸出）與74194（Ⅱ）的QAQBQC（寄存器74194狀態輸出）均為111，故6個尾燈全亮。

（2）汽車左轉彎時。L=0，R=1，這時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，將進行左移操作，其左移串行輸入端DSL的數碼來自計數器74192的Q1端的“001001001…”序列信號。故QDQCQB的變化規律為：100→010→001→100→…（假設初始狀態為100），所以汽車左轉時其尾燈亮燈將這樣變化：L1→L2→L3→L1→…。

（3）汽車右轉時。L=1，R=0，這時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，將進行右移操作，其右移串行輸入端DSR的數碼來自計數器74192的Q1端的“001001001…”序列信號。故QAQBQC的變化規律為：100→010→001→100→…（假設初始狀態為100），所以汽車右轉時其尾燈亮燈將這樣變化： R1→R2→R3→R1→…。

（4）汽車暫停時。L=1，R=1，這時74138的輸出Y0=Y1=Y2=1，兩移位寄存器的S1S0=11，進行置數操作，其并行數據輸入端74194（Ⅰ）的B，C，D和74194（Ⅱ）的A，B，C的數值完全由74192的Q0來確定。當Q0=0時，這6個輸入端全為1，在時鐘CP作用下，6個尾燈同時點亮；而當Q0=1時，6個并行輸入端全為0，在時鐘CP作用下，6個車燈同時熄滅。由于Q0波形是隨CP以兩個連續0和一個1交替變化，因此，6個尾燈隨CP兩個周期亮，一個周期暗的方式閃爍。

4總結

用數字電路來設計控制電路時，雖然有連線復雜，調試麻煩的缺點，但是可以省掉程序編寫和程序調試的煩惱。該電路可以在數字電路實驗箱上運行成功，也可以在電路板上焊接成功。