汽車尾燈控制器的設計

EDA技術課程大作業(yè)設計題目：汽車尾燈控制器的設計學生:學號：專業(yè)班級:2012年6月2日汽車尾燈控制器的設計設計背景和設計方案1.1設計背景隨著社會的發(fā)展，科學技術也在不斷的進步，狀態(tài)機的應用越來越廣泛?，F(xiàn)代交通越來越擁擠，安全問題日益突出，在這種情況下汽車尾燈控制器的設計成為解決交通安全問題一種好的途徑。伴隨著集成電路和計算機技術的飛速發(fā)展，EDA技術應運而生，它是一種高級、快速、有效的電子設計自動化技術。EDA將大量的電路功能集成到一個芯片中，并且可以由用戶自行設計邏輯功能，提高了系統(tǒng)的集成度和可靠性。運用EDA技術可以方便、快捷設計電路系統(tǒng)。本次設計就是運用EDA技術，根據(jù)狀態(tài)機原理實現(xiàn)了汽車尾燈常用控制。1.2設計方案1.2.1系統(tǒng)設計要求根據(jù)現(xiàn)代交通規(guī)則，汽車尾燈控制器應滿足以下基本要求：（1）.汽車正常使用是指示燈不亮（2）.汽車右轉時，右側的一盞燈亮（3）.汽車左轉時，左側的一盞燈亮（4）.汽車剎車時，左右兩側的指示燈同時亮（5）.汽車夜間行駛時，左右兩側的指示燈同時一直亮，供照明使用1.2.2系統(tǒng)組成與原理圖汽車尾燈控制器就是一個狀態(tài)機的實例。當汽車正常行駛時所有指示燈都不亮；當汽車向右轉彎時，汽車右側的指示燈RD1亮；當汽車向左側轉彎時，汽車左側的指示燈LD1亮；當汽車剎車時，汽車右側的指示燈RD2和汽車左側的指示燈LD2同時亮；當汽車在夜間行駛時，汽車右側的指示燈RD3和汽車左側的指示燈LD3同時一直亮。通過設置系統(tǒng)的輸入信號：系統(tǒng)時鐘信號CLK，汽車左轉彎控制信號LEFT，汽車右轉彎控制信號RIGHT，剎車信號BRAKE，夜間行駛信號NIGHT

和系統(tǒng)的輸出信號：汽車左側3盞指示燈LD1、LD2、LD3和汽車右側3盞指RD1、RD2、RD3實現(xiàn)以上功能。系統(tǒng)的整體組裝設計原理如圖1所示。CLKINPUT

VCCLEFTINPUT

VCCRIGHTNIGHT\，，1一,_J/INPUTBRAKEVCCINPUTVCC1^^」INPUTVCCCTRLinst2圖1系統(tǒng)的整體組裝設計原理LEFTLPRIGHTRPBRAKELRNIGHTBRAKELEDNIGHTLEDCLKLEDLCLKINPUT

VCCLEFTINPUT

VCCRIGHTNIGHT\，，1一,_J/INPUTBRAKEVCCINPUTVCC1^^」INPUTVCCCTRLinst2圖1系統(tǒng)的整體組裝設計原理LEFTLPRIGHTRPBRAKELRNIGHTBRAKELEDNIGHTLEDCLKLEDLLPLEDBLRLEDNBRAKENIGHTCLKLEDRRPLEDBLRLEDNBRAKENIGHTOUTPUTOUTPUTOUTPUTLD1LD3OUTPUTOUTPUTOUTPU〉RD1RD2RD3汽車尾燈控制器有4個模塊組成，分別為：時鐘分頻模塊、汽車尾燈主控模塊，左邊燈控制模塊和右邊燈控制模塊，以下介紹各模塊的詳細設計。2.1時鐘分頻模塊整個時鐘分頻模塊的工作框圖如圖2所示。圖2時鐘分頻模塊工作框圖時鐘分頻模塊由VHDL程序來實現(xiàn)，下面是其中的一段VHDL代碼:ARCHITECTUREARTOFSZISSIGNALCOUNT:STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);BEGINPROCESS(CLK)BEGINIFCLK'EVENTANDCLK='1'THENCOUNT<=COUNT+1;ENDIF;ENDPROCESS;CP<=COUNT(3);ENDART;2.2汽車尾燈主控模塊汽車尾燈主控模塊工作框圖如圖3所示。圖3主控模塊工作框圖汽車尾燈主控模塊由VHDL程序來實現(xiàn)，下面是其中的一段VHDL代碼:ARCHITECTUREARTOFCTRLISBEGINNIGHT_LED<=NIGHT;BRAKE_LED<=BAKE;PROCESS(LEFT,RIGHT)VARIABLETEMP:STD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0);BEGINTEMP:=LEFT&RIGHT;CASETEMPISWHEN"00"=>LP<='0';RP<='0';LR<='0';WHEN"01"=>LP<='0';RP<=T;LR<='0';WHEN"10"=>LP<=T;RP<='0';LR<='0';WHENOTHERS=>LP<='0';RP<='0';LR<=T;ENDCASE;ENDPROCESS;ENDART;2.3左邊燈控制模塊左邊燈控制模塊的工作框圖如圖4所示。圖4左邊燈控制模塊的工作框圖左邊燈控制模塊由VHDL程序來實現(xiàn)，下面是其中的一段VHDL代碼:ARCHITECTUREARTOFLCISBEGINLEDB<=BRAKE;LEDN<=NIGHT;PROCESS(CLK,LP,LR)BEGINIFCLK'EVENTANDCLK='1'THENIF(LR='0')THENIF(LP='0')THENLEDL<='0';ELSELEDL<='1';ENDIF;ELSELEDL<='0';ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;ENDART;2.4右邊燈控制模塊右邊燈控制模塊的工作框圖如圖5所示。圖5右邊燈控制模塊的工作框圖右邊燈控制模塊由VHDL程序來實現(xiàn)，下面是其中的一段VHDL代碼:ARCHITECTUREARTOFRCISBEGINLEDB<=BRAKE;LEDN<=NIGHT;PROCESS(CLK,RP,LR)BEGINIFCLK'EVENTANDCLK='1'THENIF(LR='0')THENIF(RP='0')THENLEDR<='0';ELSELEDR<='1';ENDIF;ELSELEDR<='0';ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;ENDART;結果和結論3.1分頻模塊仿真與分析

分頻模塊由VHDL程序實現(xiàn)后，其仿真圖如圖6所示。山mC_-c=FlClnm200CnsElZC.Jrs^00On3ECO.ZrsGJZ.Oie7001nsElZC.Jrs90JOibn山mC_-c=對其仿真圖進行仿真分析：如圖所示,首先生成一個600ns的時鐘脈沖，通過時鐘分頻把600ns的脈沖分成一個40ns的脈沖，實現(xiàn)了信號同步。3.2汽車尾燈主控模塊仿真與分析汽車尾燈主控模塊由VHDL程序實現(xiàn)后，其仿真圖如圖7所示。汽車尾燈主控模塊由VHDL程序實現(xiàn)后，其仿真圖如圖7所示。對時序仿真圖進行分析：RIGHT，LEFT,NIGHT,BRAKE為輸入信號，RIGHT為1表示右轉，LEFT為1表示左轉，NIGHT為1表示夜間行路，BRAKE為1表示剎車。RP,LP,NIGHT_LED,BRAKE_LED為輸出信號。如圖所示：當RIGHT為1時，產(chǎn)生一個RP為1的信號脈沖輸出，當LEFT為1時，產(chǎn)生一個LP為1的信號脈沖輸出，當NIGHT為1時，產(chǎn)生一個NIGHT_LED為1的信號脈沖輸出。當BRAKE為1時，產(chǎn)生一個BRAKE_LED為1的信號脈沖輸出。3.3左邊燈控制模塊仿真與分析左邊燈控制模塊由VHDL程序實現(xiàn)后，其仿真圖如圖8所示。

FniiielLU「-$LI」,Ln：；」」一Un：E-U.,」-：；:LU「-：；EU」,Ln：；，'一L.ll-：土U.,」-：；一?LU,--：；L.■^-CLKJL11ILRKJmmwiihttiiirniirririiiirririiihtiiimil_p:■KIII□l^-LRD9LEDLDJ.l「「「■-_zIIl：K□圖8左邊燈控制模塊時序仿真圖對時序仿真圖進行分析：LP,LR,NIGHT,BRAKE為輸入信號，LP為1表示左轉，LR為1表示右轉，NIGHT為1表示夜間行路，BRAKE為1表示剎車。LEDL,LEDB,LEDN為輸出信號，表示汽車左側的三盞燈。如圖所示：當LP為1時，LEDL輸出為1表示左側燈亮，當BRAKE為1時，LEDB輸出為1表示左側燈亮，當NIGHT為1時，LEDN輸出為1表示左側燈亮。當LR為1時，左側三盞燈輸出均為0。即沒有燈亮。3.4右邊燈控制模塊仿真與分析右邊燈控制模塊由VHDL程序實現(xiàn)后，其仿真圖如圖9所示。圖9右邊燈控制模塊時序仿真圖對時序仿真圖進行分析：RP，LR,NIGHT,BRAKE為輸入信號，LR為1表示左轉，RP為1表示右轉，NIGHT為1表示夜間行路，BRAKE為1表示剎車。LEDR,LEDB,LEDN為輸出信號，表示汽車右側的三盞燈。如圖所示：當RP為1時，LEDR輸出為1表示右側燈亮，當BRAKE為1時，LEDB輸出為1表示右側燈亮，當NIGHT為1時，LEDN輸出為1表示右側燈亮。當LR為1時，右側三盞燈輸出均為0。即沒有燈亮。3.5整個系統(tǒng)仿真與分析按圖1組裝系統(tǒng)后的仿真圖如圖10所示。N-EWfl-RIGHTIt-LEFTN-EWfl-RIGHTIt-LEFT■f-BRAKE-VRD1-O^LDI-9RD2-9LD2-9RD3-9LDB圖10整個系統(tǒng)仿真圖對時序仿真圖進行分析：RIGHT，LEFT,NIGHT,BRAKE為輸入信號，RIGHT為1表示右轉，LEFT為1表示左轉，NIGHT為1表示夜間行路，BRAKE為1表示剎車。RD1,RD2,RD3為輸出信號，表示汽車右側的三盞燈。LD1,LD2,LD3為輸出信號，表示汽車左側的三盞燈。如圖所示：當RIGHT為1時，RD1輸出為1表示右側燈亮，當LEFT為1時，LD1為輸出為1表示左側燈亮，當NIGHT為1時，LD2,RD2輸出均為1，表示左，右兩側各有一盞燈亮。當BRAKE為1時，LD3,RD3輸出均為1，表示左，右兩側各有一盞燈亮。附件4.1各個模塊程序4.1.1主控模塊LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYCTRLISPORT(LEFT,RIGHT,BRAKE,NIGHT:INSTD_LOGIC;LP,RP,LR,BRAKE_LED,NIGHT_LED:OUTSTD_LOGIC);END;ARCHITECTUREARTOFCTRLISBEGINNIGHT_LED<=NIGHT;BRAKE_LED<=BAKE;PROCESS(LEFT,RIGHT)VARIABLETEMP:STD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0);BEGINTEMP:=LEFT&RIGHT;CASETEMPISWHEN"00"=>LP<='0';RP<='0';LR<='0';WHEN"01"=>LP<='0';RP<=T;LR<='0';WHEN"10"=>LP<=T;RP<='0';LR<='0';WHENOTHERS=>LP<='0';RP<='0';LR<=T;ENDCASE;ENDPROCESS;ENDART;4.1.2時鐘分頻模塊LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYSZISPORT(CLK:INSTD_LOGIC;CP:OUTSTD_LOGIC);END;ARCHITECTUREARTOFSZISSIGNALCOUNT:STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);BEGINPROCESS(CLK)BEGINIFCLK'EVENTANDCLK='1'THENCOUNT<=COUNT+1;ENDIF;ENDPROCESS;CP<=COUNT(3);ENDART;4.1.3右邊燈控制模塊LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYRCISPORT(CLK,RP,LR,BRAKE,NIGHT:INSTD_LOGIC;LEDR,LEDB,LEDN:OUTSTD_LOGIC);END;ARCHITECTUREARTOFRCISBEGINLEDB<=BRAKE;LEDN<=NIGHT;PROCESS(CLK,RP,LR)BEGINIFCLK'EVENTANDCLK='1'THENIF(LR='0')THENIF(RP='0')THENLEDR<='0';ELSELEDR<='1';ENDIF;ELSELEDR<='0';ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;ENDART;4.1.4左邊燈控制模塊LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYLCISPO