基于EDA的汽车尾灯控制器

西华大学课程设计说明书 汽车尾灯控制器

摘要：伴随着集成电路和计算机技术的飞速发展，EDA技术应运而生，它是一种高级、

快速、有效的电子设计自动化技术。EDA将大量的电路功能集成到一个芯片中，并且可以由用户自行设计逻辑功能，提高了系统的集成度和可靠性。运用EDA技术可以方便、快捷设计电路系统。本次设计就是运用EDA技术，根据状态机原理实现了汽车尾灯常用控制。我们采用了先进的EDA技术，QuartusⅡ工作平台和VHDL语言，设计了一种基于FPGA的汽车尾灯控制系统，并对系统进行了仿真机验证。

关键词：EDA技术 电子设计 逻辑功能

ABSTRACT：Along with the rapid development of integrated circuit and

computer technology, EDA technology arises at the historic moment, it is a kind of advanced, rapid and effective electronic design automation technology. EDA will be a lot of circuit function integrated into a chip, and can be designed by the user logic functions, improve the integration and reliability of the system. Use EDA technology to design circuit system can be convenient, quick.This design is to use EDA technology, according to the principle of state machine commonly used automobile tail light control is realized. We have adopted the advanced EDA technology, Quartus Ⅱ working platform and VHDL language, design a kind of automobile tail light control system based on FPGA, and the system simulator test and verify.

KEY WORDS : EDA technology Electronic design Logic function

西华大学课程设计说明书 目 录 1 前言 ....................................................................... 1 2 总体方案设计 ............................................................... 1

2.1 系统设计要求 ......................................................... 1 2.2 方案设计 ............................................................. 2 3 单元模块设计 ............................................................... 2

3.1 时钟分频模块 ......................................................... 2 3.2 汽车尾灯主控模块 ..................................................... 3 3.3 左边灯控制模块 ....................................................... 5 3.4 右边灯控制模块 ....................................................... 6 4 系统仿真 ................................................................... 8

4.1 分频模块仿真及分析.................................................... 8 4.2汽车尾灯主控模块仿真及分析 ............................................ 9 4.3 左边灯控制模块仿真及分析 ............................................. 10 4.4 右边灯控制模块仿真及分析 ............................................. 11 4.5整个系统仿真及分析 ................................................... 12 5 系统调试 .................................................................. 14 6 设计总结 .................................................................. 15 7 参考文献 .................................................................. 16 附录一 系统的整体设计原理图 ................................................. 16

西华大学课程设计说明书 1 前言

随着社会的发展，人们生活水平在不断的提高，科学技术也在不断的进步，状态机的应用越来越广泛，汽车的消费量越来越大。因为人们也越来越忙，不管是夜晚还是阴雨、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。现代交通越来越拥挤，安全问题日益突出，在这种情况下汽车尾灯控制器的设计成为解决交通安全问题一种好的途径。伴随着集成电路和计算机技术的飞速发展，EDA技术应运而生，它是一种高级、快速、有效的电子设计自动化技术。EDA将大量的电路功能集成到一个芯片中，并且可以由用户自行设计逻辑功能，提高了系统的集成度和可靠性。运用EDA技术可以方便、快捷设计电路系统。

EDA是Electronic Design Automation(电子设计自动化)的缩写，EDA技术是20世纪90年代初以来迅速发展起来的现代电子工程领域的一门新技术。它以可编程逻辑器件(PLD)为载体，以计算机为工作平台，以EDA工具软件为开发环境，以硬件描述语言(HDL)作为电子系统功能描述方式，以电子系统设计为应用方向的电子产品自动化设计过程。在当今以数字化和网络化为特征的信息技术革命大潮中，电子技术获得了飞速发展，现代电子产品渗透到了社会的各个领域。现代电子产品的性能进一步提高，功能越来越复杂，集成化智能化程度越来越高，更新换代的节奏越来越快，开发风险也越来越大，而且正向着功能多样化、体积小型化、功耗最低化的趋势发展。所有这些，都给电子系统设计师们带来了前所未有的压力，面对这种压力，唯一的出路是熟练掌握EDA技术，并获得其有力支持。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可靠性，减轻了设计者的劳动强度，EDA是电子产品开发研制的动力源和加速器，是现代电子设计的核心。随着基于PLD的EDA技术的发展和应用领域的扩大与深入，它在电子信息、通信工程、自动控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。有专家预言，21世纪将是EDA技术快速发展的时期，它将成为对本世纪产生重大影响的十大科学技术之一。因此，在大中专院校的电子信息、通信工程、自动控制、计算机应用等各类学科的教学中引入均EDA技术的内容，以适应现代电子技术的飞速发展。

本次设计就是运用EDA技术，根据状态机原理实现了汽车尾灯常用控制。我们采用了先进的EDA技术，Quartus Ⅱ工作平台和VHDL语言，设计了一种基于FPGA的汽车尾灯控制系统，并对系统进行了仿真机验证。这一控制电路，结构简单、性能稳定、操作方便、抗干扰能力强，将它应用于现代汽车，不受黑夜或大雾、阴雨天气因素的影响，可以提高安全行驶，避免交通事故的发生。真正的让消费者驾驶汽车的方便和安全。

2 总体方案设计

2.1 系统设计要求

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）汽车正常使用是指示灯不亮 （2）汽车右转时，右侧的一盏灯亮 （3）汽车左转时，左侧的一盏灯亮

（4）汽车刹车时，左右两侧的指示灯同时亮

（5）汽车夜间行驶时，左右两侧的指示灯同时一直亮，供照明使用

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西华大学课程设计说明书 2.2 方案设计

汽车尾灯控制器就是一个状态机的实例，共有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，

图2.1 系统设计整体框图

3 单元模块设计

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。

3.1 时钟分频模块

时钟分频模块的功能是对左右两边的LLED1、RLED1的闪烁时间间隔，以CLK为输入信号， CP为输出信号，在程序中定义一个八位节点信号COUNT来放计数值，当CLK的上升沿到来时就开始计数，最后将COUNT(3)给CP，实现对CLK的八分频。再将CP的电平信号分别和LEDL、LEDR电平与，最后用输出的电平来控制汽车左右的LLED1、RLED1，实现左右转的指示功能。整个时钟分频模块的工作框图如图3.2所示：

CLK CP 第 2 页

西华大学课程设计说明书 图3.2时钟分频模块工作框图

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 IS

SIGNAL COUNT:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); BEGIN

PROCESS(CLK) BEGIN

IF CLK'EVENT AND CLK = '1'THEN COUNT <= COUNT + 1; END IF; END PROCESS; CP<= COUNT(3); END ART;

3.2 汽车尾灯主控模块

汽车尾灯主控模块用于对汽车尾灯进行整体控制，当输入为左转信号时，输出左侧灯控制信号；当输入为右转信号时，输出右侧灯控制信号；当同时输入LEFT和RIGHT信号时，输出错误控制信号。当输入为刹车信号时，输出刹车控制信号；当输入为夜间行驶信号时，输出为夜间行驶控制信号。汽车尾灯主控模块工作框图如图3.3（a）所示以及工作原理框图3.3（b）所示：

CTRL LEFT LP RIGHT RP BRAKE LR NIGHT BRAKE_LED NIGHT_LED

图3.3 （a）主控模块工作框图

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