数字电路课程设计VHDL语言文本输入设计.docx
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数字电路课程设计VHDL语言文本输入设计
石家庄铁道大学
数字电路课程设计
——VHDL语言文本输入设计汽车尾灯
学院：
信息科学与技术学院
班级：
计0805—2班
数字电路课程设计：
VHDL语言文本输入设计
——汽车尾灯控制电路
一、需求分析
1、功能描述
设计一个汽车尾灯控制电路，汽车尾部共有六盏指示灯，左右各三盏，分别为LD1、LD2、LD3,RD1、RD2、RD3。
具体能能如下：
1.1汽车正常行驶时，所有指示灯都不亮；
1.2汽车左转时L1闪烁；
1.3汽车右转时R1闪烁；
1.4汽车刹车时L2和R2同时亮；
1.5汽车夜间行驶时L3和R3同时亮。
2、实现工具
2.1用VHDL语言文本形式输入；
2.2使用MAX+pluxII进行语言编写、时序仿真和综合。
二、设计思想
采用自顶向下的设计方式，分层进行设计。
设计分为四个模块进行：
主控模块、定时器模块、左侧尾灯控制模块和右侧尾灯控制模块。
顶层设计可完全独立于目标器件芯片物理结构的硬件描述语言。
使用VHDL模型在所有综合级别上对硬件设计进行说明、建模和仿真测试。
1、顶层原理框图
2、具体功能实现
2.1主控模块
图2：
主控模块框图
2.2时钟定时器模块
只有LD1和RD1有闪烁功能，因此定时器模块只控制这两个尾灯。
框图如下：
2.3左转尾灯和右转尾灯功能
图4：
转向功能框图
2.4刹车功能
刹车功能对应的尾灯为LD2和RD2,框图如下：
2.5夜间行驶功能
夜间行驶功能对应的尾灯为LD3和RD3,框图如下：
图6：
夜间行驶功能框图
三、设计过程
1、建立工程
建立个一个Project,命名为weideng。
将各个模块生成的文件放在同一个文件夹下。
2、文本输入
将各个模块的VHDL代码输入、保存并综合。
3、仿真
建立各个模块的gdf图，设置输入波形并仿真。
4、顶层原理图输入
利用各个模块生成的sym文件建立顶层原理图。
编译并仿真。
5、硬件实现
实验室提供的器件为ACEX系列，型号为EP1K100QC208—3。
将dingceng.sof文件下载到器件当中，在实验箱中进行硬件模拟。
四、VHDL代码及说明
1、主控模块CTLR
1.1VHDL代码
LIBRARYIEEE;
USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITYCTRLIS
PORT（LEFT,RIGHT,BRAKE,NIGHT:
INSTD_LOGIC;
LP,RP,LR,BRAKE_LED,NIGHT_LED:
OUTSTD_LOGIC）;
ENDENTITYCTRL;
ARCHITECTUREARTOFCTRLIS
BEGIN
NIGHT_LED<=NIGHT;
BRAKE_LED<=BRAKE;
PROCESS（LEFT,RIGHT）
VARIABLETEMP:
STD_LOGIC_VECTOR（1DOWNTO0）;
BEGIN
TEMP:
=LEFT&RIGHT;
CASETEMPIS
WHEN"00"=>LP<='0';RP<='0';LR<='0';
WHEN"01"=>LP<='0';RP<='1';LR<='0';
WHEN"10"=>LP<='1';RP<='0';LR<='0';
WHENOTHERS=>LP<='0';RP<='0';LR<='1';
ENDCASE;
ENDPROCESS;
ENDARCHITECTUREART;
1.2说明
输入
RIGHT：
右转信号；
LEFT：
左转信号；
BRAKE：
刹车信号；
NIGHT：
夜间行驶信号；
输出
LP：
左侧灯控制信号；
RP：
右侧灯控制信号；
LR：
错误控制信号；
BRAKE_LED：
刹车控制信号；
NIGHT_LED：
夜间行驶控制信号
1.3sym图
2、定时器模块
2.1VHDL代码
LIBRARYIEEE;
USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITYSZIS
PORT（CLK:
INSTD_LOGIC;
CP:
OUTSTD_LOGIC）;
ENDENTITYSZ;
ARCHITECTUREARTOFSZIS
SIGNALCOUNT:
STD_LOGIC_VECTOR（7DOWNTO0）;
BEGIN
PROCESS（CLK）
BEGIN
IFCLK'EVENTANDCLK='1'THEN
COUNT<=COUNT+1;
ENDIF;
ENDPROCESS;
CP<=COUNT（3）;
ENDARCHITECTUREART;
2.2说明
输入：
CLK：
时钟输入信号；
输出：
CP：
尾灯闪烁触发信号。
2.3sym图
3、左侧尾灯控制模块
3.1VHDL代码
LIBRARYIEEE;
USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITYLCIS
PORT（CLK,LP,LR,BRAKE,NIGHT:
INSTD_LOGIC;
LEDL,LEDB,LEDN:
OUTSTD_LOGIC）;
ENDENTITYLC;
ARCHITECTUREARTOFLCIS
BEGIN
LEDB<=BRAKE;
LEDN<=NIGHT;
PROCESS（CLK,LP,LR）
BEGIN
IFCLK'EVENTANDCLK='1'THEN
IF（LR='0'）THEN
IF（LP='0'）THEN
LEDL<='0';
ELSE
LEDL<='1';
ENDIF;
ELSE
LEDL<='0';
ENDIF;
ENDIF;
ENDPROCESS;
ENDARCHITECTUREART;
3.2说明
输入：
CLK：
时钟控制信号；
LP：
左侧灯控制信号；
LR：
错误控制信号；
BRAKE：
刹车控制信号；
NIGHT：
夜间行驶控制信号；
输出：
LEDL：
左侧LD1灯控制信号；
LEDB：
左侧LD2灯控制信号；
LEDN：
左侧LD3灯控制信号；
3.3sym图
4、右侧尾灯控制模块
4.1VHDL代码
LIBRARYIEEE;
USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITYRCIS
PORT（CLK,RP,LR,BRAKE,NIGHT:
INSTD_LOGIC;
LEDR,LEDB,LEDN:
OUTSTD_LOGIC）;
ENDENTITYRC;
ARCHITECTUREARTOFRCIS
BEGIN
LEDB<=BRAKE;
LEDN<=NIGHT;
PROCESS（CLK,RP,LR）
BEGIN
IFCLK'EVENTANDCLK='1'THEN
IF（LR='0'）THEN
IF（RP='0'）THEN
LEDR<='0';
ELSE
LEDR<='1';
ENDIF;
ELSE
LEDR<='0';
ENDIF;
ENDIF;
ENDPROCESS;
ENDARCHITECTUREART;
4.2说明
输入：
CLK：
时钟控制信号；
RP：
右侧灯控制信号；
LR：
错误控制信号；
BRAKE：
刹车控制信号；
NIGHT：
夜间行驶控制信号；
输出：
LEDR：
右侧RD1灯控制信号；
LEDB：
右侧RD2灯控制信号；
LEDN：
右侧RD3灯控制信号；
4.3sym图
五、顶层原理图
六、各模块仿真结果
1、主控模块
2、定时器模块
3、左侧尾灯控制模块
4、右侧尾灯控制模块
5、顶层模块
七、管脚锁定及硬件实现
1、管脚锁定
打开File菜单中的FloorplanEeitor,用鼠标就各输入输出各相应管脚上进行锁定。
如图：
2、文件下载
实验室提供的器件为ACEX系列，型号为EP1K100QC208—3。
在Assign菜单Device项中选择些器件。
在MAX+pluxII菜单中选择Programmer项，在Options菜单中选择HardwareSetup项，选择BitBlaster串口接入方式。
如图：
3、硬件实现
将dingceng.sof文件下载完成后在硬件实验箱中进行仿真检查。
八、总结
1、过程问题及改正
经过几天的学习和上机，完成了文本输入形式设计汽车尾灯控制电路。
在设计过程中出现了诸多问题。
首先是对VHDL语言接触的时间短，小学期时间短，做课程设计感觉很仓促，没有过多的时间去系统的学习这门课程。
不像做C语言课程设计时是先经过了一个学期的学习再做的，那样感觉做起来能从最根本的原理入手，再逐步提高，收获也较多。
其次是对实验箱非常不了解。
前几部分的实验比较顺利，最后三天时间一直在解决程序下载的问题。
在进行实验箱连接过程中，系统一直提示“Programminghardwareisbusy!
”。
由于实验室没给提供实验箱的使用说明，自己又但心损坏实验箱，不能大胆的进行尝试，最后也没能解决些问题。
再次是课程设计过程中解决问题的方法不多。
实验室不能上网，无法从网上搜索解决的办法，书上的描述也不是很清楚，老师一个人要带两个班，所以每个问题都去问老师也不现实。
最后是自己的原因，由于课程设计过程中遇到的问题较多，自己没能保持一个良好的心态，遇到问题就很着急，影响了思考和问题的解决。
2、心得体会
经过了十天的小学期课程设计，有成功也有失败，有喜悦也有焦急。
但是学习只是个过程，在这个过程中才能使我们积累经验和逐渐成熟。
在今后的学习和生活当中，要提高自己分析问题和解决问题的能力，学会从不同的角度考虑问题。
十天的小学期结束了，自己也收获了很多。
感谢王老师为了我们的课程设计所做的一切。
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