汽车尾灯论文.docx

1、汽车尾灯论文北 方 民 族 大 学课程设计报告院（部、中心） 电气信息工程学院 姓 名 学 号 专 业 信息工程 班 级 班 同组人员 课程名称 设计题目名称 汽车尾灯控制电路的设计 起止时间2012年10月8日2012年10月13日成 绩 指导教师签名 北方民族大学教务处制摘 要本课程设计根据计算机中状态机原理，采用EDA技术设计了简易的汽车尾灯控制器。系统设计采用自顶向下的设计方法，顶层设计采用原理图设计方式，它由时钟分频模块、汽车尾灯主控模块，左边灯控制模块和右边灯控制模块四部分组成。系统实现采用硬件描述语言VHDL把系统电路按模块化方式进行设计，然后进行编译、时序仿真等。本文详细地介绍

2、了整个设计流程。关键字 EDA、汽车尾灯控制器、时钟分频 摘 要 2引言 3第1章 系统总体设计 41.1 设计的目的 41.2 设计的基本内容 5第2章 系统的设计过程 52.1 系统需求分析 52.2 系统的工作原理 62.3 各组成模块原理及程序 72.31 时钟分频模块 82.32 汽车尾灯主控模块 82.33 左边灯控制模块 102.3.4右边灯控制模块 11第3章 系统仿真 123.1 分频模块仿真及分析 123.2 汽车尾灯主控模块仿真及分析 123.3 左边灯控制模块仿真及分析 133.4右边灯控制模块仿真及分析 133.5整个系统仿真及分析 13第4章 结论 14参考文献 1

3、5引言随着人们生活水平的不断提高，汽车的消费量越来越大。因为人们也越来越忙，无论是夜晚还是阴雨、大雾等天气原因的影响，人们都开着车在纵横交错的马路上行驶。为了提高人们在阴雨天气或者夜晚在纵横交错的马路上行驶的安全系数，也为了减少交通事故的发生，我们采用了先进的EDA技术、Quartus、VHDL语言，设计了基于FPGA的汽车尾灯控制系统。这一控制电路，结构简单、性能稳定、操作方便、抗干扰能力强。将它用于现代汽车领域，不受大雾、阴雨、夜晚的影响，可以提高安全行驶，减少交通事故的发生。在本课程设计根据状态机原理实现了汽车尾灯常用控制。第1章 系统总体设计1.1 设计的目的本次设计的目的就是通过实践

4、深入理解EDA技术2并掌握VHDL硬件描述语言的设计方法和思想。通过学习的VHDL语言结合电子电路的设计知识理论联系实际，掌握所学的课程知识和基本单元电路的综合设计应用。通过对实用汽车尾灯控制器3的设计，巩固和综合运用所学知识，提高IC设计能力，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力。1.2 设计的基本内容根据计算机中状态机原理，利用VHDL设计汽车尾灯控制器的各个模块，并使用EDA 工具对各模块进行仿真验证。汽车尾灯控制器的设计分为4个模块：时钟分频模块、汽车尾灯主控模块，左边灯控制模块和右边灯控制模块。把各个模块整合后就形成了汽车尾灯控制器。通过输入系统时钟信号和相关的汽车控制信号

5、，汽车尾灯将正确显示当前汽车的控制状态。第2章 系统的设计过程2.1 系统需求分析根据现代交通规则，汽车尾灯控制器应满足以下基本要求：1、 正常行驶时6个灯全灭2、 左转弯时，左边3个灯循环闪烁3、 右转弯时，右边3个灯循环闪烁4、 刹车时，6个尾灯同时闪烁5、 停车时，6个尾灯同时闪烁2.2 系统的工作原理汽车尾灯控制器就是一个状态机的实例。用6个发光二极管模拟汽车尾灯（左右各3个），用2个开关作为转弯控制信号。当汽车正常行驶时所有指示灯都不亮；当汽车向右转弯时，汽车右侧的三个指示灯闪烁；当汽车向左侧转弯时，汽车左侧的三个指示灯闪烁；当汽车刹车时，汽车右侧的三个指示灯和汽车左侧的三个指示灯同

6、时闪烁；当汽车停车时，汽车右侧的三个指示灯和汽车左侧三个的指示灯同时一直闪烁。通过设置系统的输入信号：系统时钟信号CLK，汽车左转弯控制信号LEFT，汽车右转弯控制信号RIGHT，刹车信号BRAKE，停车信号NIGHT和系统的输出信号：汽车左侧3盏指示灯和汽车右侧3盏指示灯实现以上功能。系统的整体组装设计原理如图2.1所示。图2.1系统的整体组装设计原理2.3 各组成模块原理及程序汽车尾灯控制器有4个模块组成，分别为：时钟分频模块、汽车尾灯主控模块，左边灯控制模块和右边灯控制模块，以下介绍各模块的详细设计。2.31 时钟分频模块整个时钟分频模块的工作框图如图3.2所示。图2.2时钟分频模块工作

7、框图时钟分频模块由VHDL程序来实现，下面是其中的一段VHDL代码：ARCHITECTURE ART OF SZ ISSIGNAL COUNT:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);BEGINPROCESS(CLK) BEGIN IF CLKEVENT AND CLK = 1THEN COUNT = COUNT + 1; END IF; END PROCESS; CP= COUNT(3);END ART;2.32 汽车尾灯主控模块汽车尾灯主控模块工作框图如图3.3所示。 图2.3 主控模块工作框图汽车尾灯主控模块由VHDL程序来实现，下面是其中的一段VHDL代码：ARCHI

8、TECTURE ART OF CTRL ISBEGIN NIGHT_LED=NIGHT; BRAKE_LEDLP=0;RP=0;LRLP=0;RP=1;LRLP=1;RP=0;LRLP=0;RP=0;LR=1; END CASE; END PROCESS;END ART;2.33 左边灯控制模块 左边灯控制模块的工作框图如图3.4所示。图2.4左边灯控制模块的工作框图左边灯控制模块由VHDL程序来实现，下面是其中的一段VHDL代码：ARCHITECTURE ART OF LC ISBEGIN LEDB=BRAKE; LEDN=NIGHT;PROCESS(CLK,LP,LR)BEGIN IF C

9、LKEVENT AND CLK = 1 THEN IF(LR =0)THEN IF(LP = 0)THEN LEDL=0; ELSE LEDL=1; END IF; ELSE LEDL =0; END IF; END IF;END PROCESS;END ART;2.3.4右边灯控制模块右边灯控制模块的工作框图如图3.5所示。图2.5 右边灯控制模块的工作框图右边灯控制模块由VHDL程序来实现，下面是其中的一段VHDL代码：ARCHITECTURE ART OF RC ISBEGIN LEDB=BRAKE; LEDN=NIGHT; PROCESS(CLK,RP,LR) BEGIN IF CLK

10、EVENT AND CLK = 1 THEN IF(LR = 0)THEN IF(RP = 0)THEN LEDR =0; ELSE LEDR = 1; END IF; ELSE LEDR =0; END IF; END IF; END PROCESS;END ART; 第3章 系统仿真3.1 分频模块仿真及分析分频模块由VHDL程序实现后，其仿真图如图3.1所示。图3.1 分频模块仿真图3.2 汽车尾灯主控模块仿真及分析汽车尾灯主控模块由VHDL程序实现后，其仿真图如图3.2所示。 图3.2主控模块时序仿真图3.3 左边灯控制模块仿真及分析左边灯控制模块由VHDL程序实现后，其仿真图如图3.

11、3所示。图3.3左边灯控制模块时序仿真图3.4右边灯控制模块仿真及分析右边灯控制模块由VHDL程序实现后，其仿真图如图3.4所示。图3.4右边灯控制模块时序仿真图3.5整个系统仿真及分析按图2.1组装系统后的仿真图如图3.5所示。图3.5 整个系统仿真图第4章 结论通过一星期的紧张工作，最后完成了我们的设计任务汽车尾灯控制电路的设计。通过本次课程设计的学习，我深深的体会到设计课的重要性和目的性。本次设计课不仅仅培养了我们实际操作能力，也培养了我们灵活运用课本知识，理论联系实际，独立自主的进行设计的能力。它不仅仅是一个学习新知识新方法的好机会，同时也是对我所学知识的一次综合的检验和复习，使我明白

12、了自己的缺陷所在，从而查漏补缺。在设计中要求我要有耐心和毅力，还要细心，稍有不慎，一个小小的错误就会导致结果的不正确，而对错误的检查要求我要有足够的耐心，通过这次设计和设计中遇到的问题，也积累了一定的经验，对以后从事集成电路设计工作会有一定的帮助。在应用VHDL的过程中让我真正领会到了其并行运行与其他软件顺序执行的差别及其在电路设计上的优越性。用VHDL硬件描述语言的形式来进行数字系统的设计方便灵活，利用EDA软件进行编译优化仿真极大地减少了电路设计时间和可能发生的错误，降低了开发成本，这种设计方法必将在未来的数字系统设计中发挥越来越重要的作用。参考文献 1 潘松 黄继业. EDA技术与VHDL语言.清华大学出版社,20062 曹昕燕，周凤臣，聂春燕.EDA技术实验与课程设计.北京:清华大学出版社,2006.53 杨亦华,延明.数字电路EDA入门.北京:北京邮电大学出版社,20034 潘松 黄继业. EDA技术实用教程.科技出版社，2010