EDA汽车尾灯控制器.doc

EDA汽车尾灯控制器.doc

《EDA汽车尾灯控制器.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《EDA汽车尾灯控制器.doc（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

※※※※※※※※※

※※

※※

※※

※※※※※※※※※

级学生

EDA课程设计

EDA课程设计报告书

课题名称

汽车尾灯控制器

姓名

学号

院系

专业

指导教师

一、设计任务及要求：

设计一个汽车尾灯控制器。

要求：

汽车尾部左右两侧各有多盏指示灯。

汽车在夜间行驶时，左右两侧有指示灯同时一直亮，供照明使用汽车右转弯时，右侧的一盏指示灯亮。

汽车刹车时，左右两侧的一盏指示灯同时亮。

汽车左转弯时，左侧的一盏指示灯亮。

汽车正常行驶时指示灯都不亮。

指导教师签名：

年月日

二、指导教师评语：

指导教师签名：

年月日

三、成绩

验收盖章

年月日

汽车尾灯控制器的设计

（湖南城市学院物理与电信工程系电子信息工程专业，湖南益阳，41300）

1、设计的目的

本次设计的目的就是通过实践深入理解状态机原理，了解EDA技术并掌握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的设计，巩固和综合运用所学知识，提高分析、解决EDA技术实际问题的独立工作能力。

2、设计的内容及要求

2.1设计内容

设计一个汽车尾灯控制器，利用EDA软件（QuartusII）进行编译及仿真，设计输入可采用VHDL硬件描述语言输入法和原理图输入法，通过仿真查看设计的可行性，因条件有限，只能进行简单的仿真实验。

2.2设计要求

（1）汽车尾部左右两侧各有多盏指示灯。

（2）汽车正常行驶时指示灯都不亮。

（3）汽车右转弯时，右侧的一盏指示灯亮。

（4）汽车左转弯时，左侧的一盏指示灯亮。

（5）汽车刹车时，左右两侧的一盏指示灯同时亮。

（6）汽车在夜间行驶时，左右两侧有指示灯同时一直亮，供照明使用。

3、整体设计方案

3.1汽车尾灯控制器的工作原理

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ldright亮；当汽车向左侧转弯时，汽车左侧的指示灯ldleft亮；当汽车刹车时，汽车右侧的指示灯ldbrake1和汽车左侧的指示灯ldbrake2同时亮；当汽车在夜间行驶时，汽车右侧的指示灯ldnight1和汽车左侧的指示灯ldnight2同时一直亮；当于大雾天行驶时右侧指示灯ldfoggy1和左侧指示灯ldfoggy2同时亮。

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，雾灯信号foggy和系统的输出信号：

汽车左侧4盏指示灯ldleft，dbrake1，dnight1，dfoggy1和汽车右侧4盏指示灯ldright，ldbrake2，ldnight2，ldfoggy2实现以上功能。

系统的整体组装设计原理如图所示：

汽车行驶信号

主控模块

左灯控制模块

右灯控制模块

显示

时钟

图3.1系统设计整体框图

3.2方案选择与论证

根据系统设计要求，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案，它是由时钟分频模块、汽车尾灯主控模块、左边灯控制模块、右边灯控制模块四部分组成。

3.3系统设计详述

系统的输入信号包括：

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。

系统的输入信号包括：

汽车左侧4盏指示灯LLED1，LLED2，LLED3，LLED4和汽车右侧4盏指示灯RLED1，RLED2，RLED3，RLED4。

当汽车正常行驶时所有的指示灯都不亮，当汽车向左转时，汽车左边的指示灯LLED1亮，当汽车向右转时，汽车右边的指示灯RLED1亮，当汽车刹车时，左右的LLED2、RLED2亮，当汽车夜间行驶时，汽车左右的LLED3、LLED4、RLED3、RLED4一直亮。

4、模块电路设计

4.1汽车尾灯主控模块设计

该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。

主控模块功能实现源程序如下

LIBRARYIEEE;

USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

ENTITYCTRLIS

PORT（LEFT,RIGHT,BRAKE,NIGHT:

INSTD_LOGIC;

LP,RP,LR,BRAKE_LED,NIGHT_LED:

OUTSTD_LOGIC）;

ENDENTITYCTRL;

ARCHITECTUREoneOFCTRLIS

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';--当汽车直行时，左右灯都不亮

WHEN"01"=>LP<='0';RP<='1';LR<='0';--当汽车右拐时，右拐指示灯亮

WHEN"10"=>LP<='1';RP<='0';LR<='0';--当汽车左拐时，左指示灯亮

WHENOTHERS=>LP<='0';RP<='0';LR<='1';--当汽车刹车时，左右灯都亮

ENDCASE;

ENDPROCESS;

END;

原件封装图如下

图4.1.1主控模块封装图

RIGHT：

右转信号；

LEFT：

左转信号；

BRAKE：

刹车信号；

NIGHT：

夜间行驶信号；

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；

主控模块仿真波形图

图4.1.2主控模块仿真波形图

4.2左边灯控制模块

本模块用于控制左侧灯的亮、灭和闪烁情况，当时钟上升沿信号和左侧灯控制信号或刹车控制信号或夜间行驶信号同时出现时，左侧相应的灯亮或出现闪烁。

当错误控制信号出现时，LD1灯不亮

左边灯控制模块封装图

图4.2.1左边灯控制模块封装图

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；

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；

左边灯控制模块仿真波形图

图4.2.2左边灯控制模块仿真波形图

左边灯控制模块功能实现源程序如下

LIBRARYIEEE;

USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;

ENTITYLCIS

PORT（CLK,LP,LR,BRAKE,NIGHT:

INSTD_LOGIC;

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--时钟上升沿有效

IF（LR='0'）THEN--没有刹车信号时

IF（LP='0'）THEN--没有左拐信号时

LEDL<='0';--左信号灯不亮

ELSE--相反情况

LEDL<='1';

ENDIF;

ELSE

LEDL<='0';

ENDIF;

ENDIF;

ENDPROCESS;

ENDARCHITECTUREART;

4.3右边灯控制模块

本模块描述用于控制右侧灯的亮、灭和闪烁情况，当时钟上升沿信号和右侧灯控制信号或刹车控制信号或夜间行驶信号同时出现时，右侧相应的灯亮或出现闪烁。

当错误控制信号出现时，RD1灯不亮。

右边灯控制模块封装图

图4.3.1右边灯控制模块封装图

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；

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；

右边灯控制模块仿真波形图

图4.3.2右边灯控制模块仿真波形图

右边灯控制模块功能实现源程序如下

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--检测时钟上升沿

IF（LR='0'）THEN

IF（RP='0'）THEN

LEDR<='0';

ELSE

LEDR<='1';

ENDIF;

ELSE

LEDR<='0';

ENDIF;

ENDIF;

ENDPROCESS;

ENDARCHITECTUREART;

4.4时钟分频模块

这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。

时钟分频模块元件封装图

图4.4.1时钟分频模块封装图

时钟分频模块仿真波形图

图4.4.2时钟分频模块仿