汽车尾灯控制器的设计EDA大作业Word文件下载.docx
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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。
1.2设计方案
1.2.1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
1.2.2系统组成及原理图
汽车尾灯控制器就是一个状态机的实例。
当汽车正常行驶时所有指示灯都不亮;
当汽车向右转弯时,汽车右侧的指示灯RD1亮;
当汽车向左侧转弯时,汽车左侧的指示灯LD1亮;
当汽车刹车时,汽车右侧的指示灯RD2和汽车左侧的指示灯LD2同时亮;
当汽车在夜间行驶时,汽车右侧的指示灯RD3和汽车左侧的指示灯LD3同时一直亮。
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,夜间行驶信号
NIGHT和系统的输出信号:
汽车左侧3盏指示灯LD1、LD2、LD3和汽车右侧3盏指
RD1、RD2、RD3实现以上功能。
系统的整体组装设计原理如图1所示。
图1系统的整体组装设计原理
2.方案实施
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。
2.1时钟分频模块
整个时钟分频模块的工作框图如图2所示。
图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:
ARCHITECTUREARTOFSZIS
SIGNALCOUNT:
STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);
BEGIN
PROCESS(CLK)
BEGIN
IFCLK'
EVENTANDCLK='
1'
THEN
COUNT<
=COUNT+1;
ENDIF;
ENDPROCESS;
CP<
=COUNT(3);
ENDART;
2.2汽车尾灯主控模块
汽车尾灯主控模块工作框图如图3所示。
图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:
ARCHITECTUREARTOFCTRLIS
BEGIN
NIGHT_LED<
=NIGHT;
BRAKE_LED<
=BAKE;
PROCESS(LEFT,RIGHT)
VARIABLETEMP:
STD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0);
TEMP:
=LEFT&
RIGHT;
CASETEMPIS
WHEN"
00"
=>
LP<
='
0'
;
RP<
LR<
01"
10"
WHENOTHERS=>
ENDCASE;
2.3左边灯控制模块
左边灯控制模块的工作框图如图4所示。
图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:
ARCHITECTUREARTOFLCIS
LEDB<
=BRAKE;
LEDN<
PROCESS(CLK,LP,LR)
THEN
IF(LR='
)THEN
IF(LP='
LEDL<
ELSE
LEDL<
ENDPROCESS;
2.4右边灯控制模块
右边灯控制模块的工作框图如图5所示。
图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:
ARCHITECTUREARTOFRCIS
BEGIN
PROCESS(CLK,RP,LR)
IF(LR='
IF(RP='
LEDR<
='
3.结果和结论
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6所示。
图6分频模块仿真图
对其仿真图进行仿真分析:
如图所示,首先生成一个600ns的时钟脉冲,通过时钟分频把600ns的脉冲分成一个40ns的脉冲,实现了信号同步。
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7所示。
图7主控模块时序仿真图
对时序仿真图进行分析:
RIGHT,LEFT,NIGHT,BRAKE为输入信号,RIGHT为1表示右转,LEFT为1表示左转,NIGHT为1表示夜间行路,BRAKE为1表示刹车。
RP,LP,NIGHT_LED,BRAKE_LED为输出信号。
如图所示:
当RIGHT为1时,产生一个RP为1的信号脉冲输出,当LEFT为1时,产生一个LP为1的信号脉冲输出,当NIGHT为1时,产生一个NIGHT_LED为1的信号脉冲输出。
当BRAKE为1时,产生一个BRAKE_LED为1的信号脉冲输出。
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8所示。
图8左边灯控制模块时序仿真图
LP,LR,NIGHT,BRAKE为输入信号,LP为1表示左转,LR为1表示右转,NIGHT为1表示夜间行路,BRAKE为1表示刹车。
LEDL,LEDB,LEDN为输出信号,表示汽车左侧的三盏灯。
当LP为1时,LEDL输出为1表示左侧灯亮,当BRAKE为1时,LEDB输出为1表示左侧灯亮,当NIGHT为1时,LEDN输出为1表示左侧灯亮。
当LR为1时,左侧三盏灯输出均为0。
即没有灯亮。
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9所示。
图9右边灯控制模块时序仿真图
RP,LR,NIGHT,BRAKE为输入信号,LR为1表示左转,RP为1表示右转,NIGHT为1表示夜间行路,BRAKE为1表示刹车。
LEDR,LEDB,LEDN为输出信号,表示汽车右侧的三盏灯。
当RP为1时,LEDR输出为1表示右侧灯亮,当BRAKE为1时,LEDB输出为1表示右侧灯亮,当NIGHT为1时,LEDN输出为1表示右侧灯亮。
当LR为1时,右侧三盏灯输出均为0。
3.5整个系统仿真及分析
按图1组装系统后的仿真图如图10所示。
图10整个系统仿真图
RD1,RD2,RD3为输出信号,表示汽车右侧的三盏灯。
LD1,LD2,LD3为输出信号,表示汽车左侧的三盏灯。
当RIGHT为1时,RD1输出为1表示右侧灯亮,当LEFT为1时,LD1为输出为1表示左侧灯亮,当NIGHT为1时,LD2,RD2输出均为1,表示左,右两侧各有一盏灯亮。
当BRAKE为1时,LD3,RD3输出均为1,表示左,右两侧各有一盏灯亮。
4.附件
4.1各个模块程序
4.1.1主控模块
LIBRARYIEEE;
USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITYCTRLIS
PORT(LEFT,RIGHT,BRAKE,NIGHT:
INSTD_LOGIC;
LP,RP,LR,BRAKE_LED,NIGHT_LED:
OUTSTD_LOGIC);
END;
4.1.2时钟分频模块
USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
ENTITYSZIS
PORT(CLK:
INSTD_LOGIC;
CP:
4.1.3右边灯控制模块
ENTITYRCIS
PORT(CLK,RP,LR,BRAKE,NIGHT:
LEDR,LEDB,LEDN:
OUTSTD_LOGIC);
)TH
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