汽车尾灯控制器设计报告

EDA 课程设计报告

题

院组组员组员组员组员组员组员

目 ： 汽车尾灯控制器

系 ： 电气信息工程系 专业 ： 08通信工程（1）班 长 ： 马霞霞 学号 ： 20081501021 1 ： 关文健 学号 ： 20081501041 2 ： 刘春明 学号 ： 20081501027 3 ： 宋亚宁 学号 ： 20081501045 4 ： 赵东杰 学号 ： 20081501036 5 ： 学号 ： 6 ： 学号 ：

指导教师 ： 杨彦斌

2011年06月24日

电气信息工程系课程设计总结报告

一、选题目的和意义： 现代的交通越来越发达，汽车已经走进寻常百姓之家，而汽车的安全问题也成了社会普遍关注的问题，而一个完美的汽车尾灯控制就成了关键。汽车尾灯的闪烁的亮灭可以直观的显示出汽车正在行驶的状态，可以让路人和其他行驶车辆一目了然的知道该如何安全的在路上行走或者行驶。 根据汽车在路上行驶的不同状态来控制汽车尾灯的亮灭，而一切的控制都可以集成在一个小芯片上，这样可以减少很大空间，而且可以精确无误的显示行驶情况，可以减少很多交通事故。 通过EDA课程设计，对该课程有了更深入的了解，提高了动手能力，增加了对这门课程的兴趣，并把它运用到解决生活的实际问题中。 学生姓名 马霞霞 赵东杰 刘春明 二、主要研究内容： 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 。 任务分工 编程 程序调试 硬件测试 学生姓名 关文健 宋亚宁 任务分工 引脚绑定 时序仿真 学生姓名 任务分工 三、实验设计（相关原理框图）： 1、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盏指示灯RD1、RD2、 汽车尾灯和汽车运行状态表如表1所示。 汽车尾灯和汽车运行状态表1-1 开关控制 汽车运行状态 S0 S1 S2 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 正常运行 左转弯 右转弯 临时刹车/检测 夜间行驶 R1 R2R3 灯灭 灯灭 R1灯亮 R2、L2灯同时亮 R3、L3灯同时亮 L1L2L3 灯灭 L1灯亮 灯灭 右转尾灯 左转尾灯 四、设计的方法及步骤： 1各组成模块 实现的主要功能是通过开关控制从而实现汽车尾灯的点亮方式。汽车尾灯控制器有4个模块组成，分别为：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汽车尾灯主控模块 汽车尾灯主控模块工作框图如图4.1所示 CTRL LEFT LP RIGHT RP BRAKE LR NIGHT BRAKE_LED NIGHT_LED 图4.1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： ARCHITECTURE ART OF CTRL IS BEGIN NIGHT_LED<=NIGHT; BRAKE_LED<=BAKE; PROCESS(LEFT,RIGHT) VARIABLE TEMP:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); BEGIN TEMP:=LEFT & RIGHT; CASE TEMP IS WHEN \"00\" =>LP<='0';RP<='0';LR<='0'; WHEN \"01\" =>LP<='0';RP<='1';LR<='0'; WHEN \"10\" =>LP<='1';RP<='0';LR<='0'; WHEN OTHERS=>LP<='0';RP<='0';LR<='1'; END CASE; END PROCESS; END ART; 4左边灯控制模块 左边灯控制模块的工作框图如图4.2所示 LC CLK LP LEDL LR LEDB BRRAKE LEDN NIGHT 图4.2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 IS BEGIN LEDB<=BRAKE; LEDN<=NIGHT; PROCESS(CLK,LP,LR) BEGIN IF CLK'EVENT 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; 5右边灯控制模块 右边灯控制模块的工作框图如图4.3所示 RC CLK RP LEDR LR LEDB BRRAKE LEDN NIGHT 图4.3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 IS BEGIN LEDB<=BRAKE; LEDN<=NIGHT; PROCESS(CLK,RP,LR) BEGIN IF CLK'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; 五、结果及讨论： 1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，其仿真图如图所示。 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。 2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，其仿真图如下图所示。 对时序仿真图进行分析：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。如图所示：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。 为输出信号,表示汽车右侧的三盏灯。如图所示：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。即没有灯亮。 3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，其仿真图如图所示。 为输出信号,表示汽车右侧的三盏灯。如图所示：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。即没有灯亮。 4 整体设计程序代码： LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_11.ALL; ENTITY WDK IS PORT( CLK:IN STD_LOGIC; LEFT,RIGHT:IN STD_LOGIC; BRAKE,NIGHT:IN STD_LOGIC; LD1,LD2,LD3:OUT STD_LOGIC; RD1,RD2,RD3:OUT STD_LOGIC); END; ARCHITECTURE ONE OF WDK IS BEGIN LD2<=BRAKE;RD2<=BRAKE; LD3<=NIGHT;RD3<=NIGHT; PROCESS(CLK) VARIABLE TD:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0); BEGIN IF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN TD:=RIGHT & LEFT; CASE TD IS WHEN \"00\"=>LD1<='0';RD1<='0'; WHEN \"01\"=>LD1<='1';RD1<='0'; WHEN \"10\"=>LD1<='0';RD1<='1'; WHEN OTHERS=>LD1<='0';RD1<='0'; END CASE; END IF; END PROCESS; END ; 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。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。如图所示：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。 整体系统时序仿真图 六、指导教师的意见： 签名： 年 月 日 成绩评定： 学生姓名

成绩 学生姓名 成绩 学生姓名 成绩 参考文献：

[1] 黄正谨，徐坚等，2002.CPLD系统设计技术入门与应用。北京：电子工业出版社

[2] 蒋璇，臧春华.2001.数字系统设计与PLD应用技术.北京：电子工业出版社 [3] 孟宪元.1988.可编程ASIC集成数字系统.北京：电子工业出版社

[4] 宋万杰，罗丰，吴顺君.2000.CPLD技术及其应用.西安：西安电子工业大学出版社

[5] 黄仁新.2006.EDA技术实用教程.北京：清华大学出版社