有关汽车尾灯的完整数字逻辑课程设计报告.docx
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有关汽车尾灯的完整数字逻辑课程设计报告
石家庄经济学院
信息工程学院
数字逻辑课程设计报告
题目汽车尾灯控制器的设计
成绩
2010年6月
1.功能描述02
2.开发工具选择02
3.设计方案02
4．模块描述04
5.VHDL实现07
6.调试仿真12
7.课程设计回顾总结13
参考文献14
附录14
一、功能描述
设计功能描述：
存在6盏汽车尾灯（汽车尾部左、右各3盏），用两个开关作为转弯和刹车控制信号（一个开关控制右转弯，另一个开关控制左转弯），用一个开关作为汽车车锁开启控制，打开汽车时车灯闪烁3秒钟，才能行驶。
当汽车往前行驶时（此时两个开关都未接通），6盏灯全灭。
当汽车转弯时，若右转弯（即右转开关接通），右边的3盏尾灯从左至右顺序亮灭，左边3盏灯全灭；若左转弯（即左转开关接通），左边的3盏尾灯从右至左顺序亮灭，右边3盏灯全灭。
当左、右两个开关同时接通时，6盏尾灯同时明、暗闪烁。
二、开发工具选择
采用硬件描述语言VHDL进行描述，依靠计算机，借助EDA开发工具，实现系统功能。
三、设计方案
（1）、以Opencarcar作为总控制开关，当Opencarcar为1时,汽车解锁，汽车启动，此时车灯闪烁以两个开关L、R为控制信号，分别控制汽车的行驶、刹车、左转以及右转。
如下图：
当总控制开关Opencarcar为1，汽车启动，车灯闪烁3秒。
车灯
脉冲
L[0]
L[1]
L[2]
R[0]
R[1]
R[2]
1
0
0
0
0
0
0
2
1
1
1
1
1
1
（2）、当总控制开关Opencarcar为1，汽车向前行驶，LR=00，6盏灯全灭，即L[0]L[1]L[2]=000,R[0]R[1]R[2]=000;
如下图：
当总控制开关Opencarcar为0，汽车向前行驶时，车灯全灭。
车灯
脉冲
L[0]
L[1]
L[2]
R[0]
R[1]
R[2]
1
0
0
0
0
0
0
2
0
0
0
0
0
0
（3）、当总控制开关Opencar为1，汽车刹车，LR=11，6盏灯闪烁，即L[0]L[1]L[2]=000←->111,R[0]R[1]R[2]=000←->111;
如下图：
当总控制开关Opencarcar为0，汽车刹车时，车灯闪烁。
车灯
脉冲
L[0]
L[1]
L[2]
R[0]
R[1]
R[2]
1
0
0
0
0
0
0
2
1
1
1
1
1
1
（4）、当总控制开关Opencarcar为1，汽车左转，LR=10，左边的3盏尾灯从右至左顺序亮灭，右边3盏灯全灭；
如下图：
当总控制开关Opencarcar为1，汽车左转时左边的3盏尾灯从右至左顺序亮灭，右边3盏灯全灭。
车灯
脉冲
L[0]
L[1]
L[2]
R[0]
R[1]
R[2]
1
0
0
0
0
0
0
2
0
0
1
0
0
0
3
0
1
0
0
0
0
4
1
0
0
0
0
0
（5）、当总控制开关Opencarcar为1，汽车右转，LR=01，右边的3盏尾灯从左至右顺序亮灭，左边3盏灯全灭；
如下图：
当总控制开关Opencarcar为1，汽车右转时右边的3盏尾灯从左至右顺序亮灭，左边3盏灯全灭。
车灯
脉冲
L[0]
L[1]
L[2]
R[0]
R[1]
R[2]
1
0
0
0
0
0
0
2
0
0
0
1
0
0
3
0
0
0
0
1
0
4
0
0
0
0
0
1
（6）、底层文件描述闪烁过程
用单独的实体实现计时模块,实现车灯闪烁和亮灭要求亮0.5秒灭1秒。
四、模块描述
总模块1：
顶层文件设计,实现汽车开启时解锁,车灯闪烁3秒;汽车向前行驶,车灯全灭,汽车刹车时车灯闪烁,汽车转弯时相应车灯闪烁.
总模块2：
底层文件设计,实现汽车开启时,解锁,车灯闪烁3秒.用模6计数原理.
IF（CP'EVENTANDCP='0'）THEN--下降沿出触发
IFOpencarcar='1'THEN--汽车解锁，车灯闪烁。
IFQ<5THEN
caseQis
when"000"=>
L<="111";
R<="111";
when"001"=>
L<="000";
R<="000";
when"010"=>
L<="000";
R<="000";
when"011"=>
L<="111";
R<="111";
when"100"=>
L<="000";
R<="000";
when"101"=>
L<="000";
R<="000";
whenOTHERS=>
Q<="101";
endcase;
Q<=Q+1;
ELSEQ<="000";
ENDIF;
ENDIF;
ENDIF;
总模块3：
底层文件设计,实现汽车锁定,汽车行驶,车灯全灭,汽车刹车,车灯闪烁,汽车转弯车灯相应闪烁.
模块1：
当总控制开关Opencarcar为1，汽车向前行驶，LR=00，6盏灯全灭。
IFadder=”00”THEN
L<=”000”;
R<=”000”;
模块2：
总开关Opencarcar为1时,汽车刹车，LR=11，6盏灯闪烁。
ELSIFOpencarcar='0'ANDadder="11"THEN--汽车刹车
IFQ<5THEN
caseQis
when"000"=>
L<="111";
R<="111";
when"001"=>
L<="000";
R<="000";
when"010"=>
L<="000";
R<="000";
when"011"=>
L<="111";
R<="111";
when"100"=>
L<="000";
R<="000";
when"101"=>
L<="000";
R<="000";
whenOTHERS=>
Q<="000";
endcase;
Q<=Q+1;
ELSEQ<="000";
ENDIF;
模块3：
总开关Opencarcar为1时,汽车左转，LR=10，左边的3盏尾灯从右至左顺序亮灭，右边3盏灯全灭。
ifL="000"then
L<="001";
R<="000";
elsif（L="001"）then
L<="010";
R<="000";
elsif（L="010"）then
L<="100";
R<="000";
elseL<="001";R<="000";
endif;
模块4：
总开关Opencarcar为1时,汽车右转，LR=01，右边的3盏尾灯从左至右顺序亮灭，左边3盏灯全灭。
ifR="000"then
R<="100";
L<="000";
elsif（R="100"）then
R<="010";
L<="000";
elsif（R="010"）then
R<="001";
L<="000";
elseR<="100";L<="000";
endif;
5、VHDL实现
--利用原件例化方法
--顶层文件，汽车尾灯控制系统。
LIBRARYIEEE;--汽车尾灯控制器设计
USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITYCARLIGHTIS--实体：
一个总控制开关，两个信号控制开关，两个输出信号
PORT（CP:
INSTD_LOGIC;
Opencarcar:
INSTD_LOGIC;
Lift,Right:
INSTD_LOGIC;
L:
BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0）;
R:
BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0）;
Q:
BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0））;
END;
ARCHITECTURECARLIGHT1OFCARLIGHTIS
COMPONENTOpencarmond6--例化说明，汽车解锁，车灯闪烁，计时模块
PORT（CP:
INSTD_LOGIC;
Opencarcar:
INSTD_LOGIC;
L:
BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0）;
R:
BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0）;
Q:
BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0））;
ENDCOMPONENT;
COMPONENTStopCarmond6--例化说明，汽车刹车，车灯闪烁，计时模块
PORT（CP:
INSTD_LOGIC;
Opencarcar:
INSTD_LOGIC;
Lift,Right:
INSTD_LOGIC;
L:
BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0）;
R:
BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0）;
Q:
BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0））;
ENDCOMPONENT;
BEGIN
U1:
Opencarmond6PORTMAP（CP=>CP,Opencarcar=>Opencarcar,L=>L,R=>R,Q=>Q）;
U2:
StopCarmond6PORTMAP（CP=>CP,Opencarcar=>Opencarcar,Lift=>Lift,Right=>Right,L=>L,R=>R,Q=>Q）;
END;
--底层实体，汽车解锁，车灯闪烁，计时模块
--底层文件，模6计时器
LIBRARYIEEE;
USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITYOpencarmond6IS
PORT（CP:
INSTD_LOGIC;
Opencarcar:
INSTD_LOGIC;
L:
BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0）;
R:
BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0）;
Q:
BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0））;
END;
ARCHITECTUREONEOFOpencarmond6IS
BEGIN
PROCESS（CP）
BEGIN
IF（CP'EVENTANDCP='0'）THEN--下降沿出触发
IFOpencarcar='1'THEN--汽车解锁，车灯闪烁。
IFQ<5THEN
caseQis
when"000"=>
L<="111";
R<="111";
when"001"=>
L<="000";
R<="000";
when"010"=>
L<="000";
R<="000";
when"011"=>
L<="111";
R<="111";
when"100"=>
L<="000";
R<="000";
when"101"=>
L<="000";
R<="000";
whenOTHERS=>
Q<="101";
endcase;
Q<=Q+1;
ELSEQ<="000";
ENDIF;
ENDIF;
ENDIF;
ENDPROCESS;
END;
--底层实体，汽车控制系统实现汽车行驶，转弯，汽车刹车，车灯闪烁，计时模块
--底层文件，模6计时器
LIBRARYIEEE;
USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITYStopCarmond6IS
PORT（CP:
INSTD_LOGIC;
Opencarcar:
INSTD_LOGIC;
Lift,Right:
INSTD_LOGIC;
L:
BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0）;
R:
BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0）;
Q:
BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR（2DOWNTO0））;
END;
ARCHITECTUREONE1OFStopCarmond6IS
SIGNALadder:
STD_LOGIC_VECTOR（1DOWNTO0）;
BEGIN
adder<=Lift&Right;--中间信号
PROCESS（adder,CP,Q）--进程
BEGIN
IF（CP'EVENTANDCP='0'）THEN--下降沿出触发
IFOpencarcar='1'ANDadder="00"THEN--汽车向前行驶
L<="000";
R<="000";
ELSIFOpencarcar='1'ANDadder="11"THEN--汽车刹车
IFQ<5THEN
caseQis
when"000"=>
L<="111";
R<="111";
when"001"=>
L<="000";
R<="000";
when"010"=>
L<="000";
R<="000";
when"011"=>
L<="111";
R<="111";
when"100"=>
L<="000";
R<="000";
when"101"=>
L<="000";
R<="000";
whenOTHERS=>
Q<="000";
endcase;
Q<=Q+1;
ELSEQ<="000";
ENDIF;
ELSIFOpencarcar='1'ANDadder="10"THEN--汽车左转
ifL="000"then
L<="001";
R<="000";
elsif（L="001"）then
L<="010";
R<="000";
elsif（L="010"）then
L<="100";
R<="000";
elseL<="001";R<="000";
endif;
ELSIFOpencarcar='1'ANDadder="01"THEN--汽车右转
ifR="000"then
R<="100";
L<="000";
elsif（R="100"）then
R<="010";
L<="000";
elsif（R="010"）then
R<="001";
L<="000";
elseR<="100";L<="000";
endif;
ENDIF;
ENDIF;
ENDPROCESS;
END;
六、调试仿真
七、课程设计回顾总结
通过这次设计，进一步加深了对EDA的了解，对它有了更加浓厚的兴趣。
特别是当每一个子模块编写调试成功时，心里特别的开心。
但是在编写程序时，遇到了不少问题，首先由于自己对于汽车的发动过程不是很了解，所以汽车解锁和汽车锁定方面存在误区，程序一直运行不成功，在上网查询汽车操作以及在同学帮助下，在细心的检查下，终于找出了错误，排除困难后，程序编译就通过了，仿真文件基本符合这次实验要求。
这次试验总的来说，进行的还算顺利，但在调试过程中，也遇到了一些自己不能解决的问题，通过请教同学，我明白解决的办法，在这次试验中，提高了整体设计和构思的能力，原来在学习过程中不明白的问题，在这次实习中通过自己操作有了进一步的理解，在解决困难的过程中，有点小小的成就感，终于觉得平时所学的知识有了实用的价值，达到了理论和实际相结合的目的，不仅学到了不少知识，而且锻炼了自己的能力，使自己对以后的路有了更加清楚的认识，同时，对未来有了更多的信心。
参考文献
张兴忠数字逻辑和数字系统科学出版社
李景华可编程逻辑器件和EDA技术东北大学出版社
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