汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì)

EDA技術(shù)課程大作業(yè)設(shè)計(jì)題目：汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì)學(xué)生:學(xué)號(hào)：專業(yè)班級(jí):2012年6月2日汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)背景和設(shè)計(jì)方案1.1設(shè)計(jì)背景隨著社會(huì)的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在不斷的進(jìn)步，狀態(tài)機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛?，F(xiàn)代交通越來(lái)越擁擠，安全問(wèn)題日益突出，在這種情況下汽車尾燈控制器的設(shè)計(jì)成為解決交通安全問(wèn)題一種好的途徑。伴隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，EDA技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它是一種高級(jí)、快速、有效的電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)。EDA將大量的電路功能集成到一個(gè)芯片中，并且可以由用戶自行設(shè)計(jì)邏輯功能，提高了系統(tǒng)的集成度和可靠性。運(yùn)用EDA技術(shù)可以方便、快捷設(shè)計(jì)電路系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)就是運(yùn)用EDA技術(shù)，根據(jù)狀態(tài)機(jī)原理實(shí)現(xiàn)了汽車尾燈常用控制。1.2設(shè)計(jì)方案1.2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求根據(jù)現(xiàn)代交通規(guī)則，汽車尾燈控制器應(yīng)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(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)的一盞燈亮（3）.汽車左轉(zhuǎn)時(shí)，左側(cè)的一盞燈亮（4）.汽車剎車時(shí)，左右兩側(cè)的指示燈同時(shí)亮（5）.汽車夜間行駛時(shí)，左右兩側(cè)的指示燈同時(shí)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(gè)狀態(tài)機(jī)的實(shí)例。當(dāng)汽車正常行駛時(shí)所有指示燈都不亮；當(dāng)汽車向右轉(zhuǎn)彎時(shí)，汽車右側(cè)的指示燈RD1亮；當(dāng)汽車向左側(cè)轉(zhuǎn)彎時(shí)，汽車左側(cè)的指示燈LD1亮；當(dāng)汽車剎車時(shí)，汽車右側(cè)的指示燈RD2和汽車左側(cè)的指示燈LD2同時(shí)亮；當(dāng)汽車在夜間行駛時(shí)，汽車右側(cè)的指示燈RD3和汽車左側(cè)的指示燈LD3同時(shí)一直亮。通過(guò)設(shè)置系統(tǒng)的輸入信號(hào)：系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)CLK，汽車左轉(zhuǎn)彎控制信號(hào)LEFT，汽車右轉(zhuǎn)彎控制信號(hào)RIGHT，剎車信號(hào)BRAKE，夜間行駛信號(hào)NIGHT

和系統(tǒng)的輸出信號(hào)：汽車左側(cè)3盞指示燈LD1、LD2、LD3和汽車右側(cè)3盞指RD1、RD2、RD3實(shí)現(xiàn)以上功能。系統(tǒng)的整體組裝設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)原理LEFTLPRIGHTRPBRAKELRNIGHTBRAKELEDNIGHTLEDCLKLEDLCLKINPUT

VCCLEFTINPUT

VCCRIGHTNIGHT\，，1一,_J/INPUTBRAKEVCCINPUTVCC1^^」INPUTVCCCTRLinst2圖1系統(tǒng)的整體組裝設(shè)計(jì)原理LEFTLPRIGHTRPBRAKELRNIGHTBRAKELEDNIGHTLEDCLKLEDLLPLEDBLRLEDNBRAKENIGHTCLKLEDRRPLEDBLRLEDNBRAKENIGHTOUTPUTOUTPUTOUTPUTLD1LD3OUTPUTOUTPUTOUTPU〉RD1RD2RD3汽車尾燈控制器有4個(gè)模塊組成，分別為：時(shí)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(xì)設(shè)計(jì)。2.1時(shí)鐘分頻模塊整個(gè)時(shí)鐘分頻模塊的工作框圖如圖2所示。圖2時(shí)鐘分頻模塊工作框圖時(shí)鐘分頻模塊由VHDL程序來(lái)實(shí)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(lái)實(shí)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(lái)實(shí)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(lái)實(shí)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(jié)果和結(jié)論3.1分頻模塊仿真與分析

分頻模塊由VHDL程序?qū)崿F(xiàn)后，其仿真圖如圖6所示。山mC_-c=FlClnm200CnsElZC.Jrs^00On3ECO.ZrsGJZ.Oie7001nsElZC.Jrs90JOibn山mC_-c=對(duì)其仿真圖進(jìn)行仿真分析：如圖所示,首先生成一個(gè)600ns的時(shí)鐘脈沖，通過(guò)時(shí)鐘分頻把600ns的脈沖分成一個(gè)40ns的脈沖，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)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?qū)崿F(xiàn)后，其仿真圖如圖7所示。汽車尾燈主控模塊由VHDL程序?qū)崿F(xiàn)后，其仿真圖如圖7所示。對(duì)時(shí)序仿真圖進(jìn)行分析：RIGHT，LEFT,NIGHT,BRAKE為輸入信號(hào)，RIGHT為1表示右轉(zhuǎn)，LEFT為1表示左轉(zhuǎn)，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(hào)。如圖所示：當(dāng)RIGHT為1時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)RP為1的信號(hào)脈沖輸出，當(dāng)LEFT為1時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)LP為1的信號(hào)脈沖輸出，當(dāng)NIGHT為1時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)NIGHT_LED為1的信號(hào)脈沖輸出。當(dāng)BRAKE為1時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)BRAKE_LED為1的信號(hào)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?qū)崿F(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(shí)序仿真圖對(duì)時(shí)序仿真圖進(jìn)行分析：LP,LR,NIGHT,BRAKE為輸入信號(hào)，LP為1表示左轉(zhuǎn)，LR為1表示右轉(zhuǎn)，NIGHT為1表示夜間行路，BRAKE為1表示剎車。LEDL,LEDB,LEDN為輸出信號(hào)，表示汽車左側(cè)的三盞燈。如圖所示：當(dāng)LP為1時(shí)，LEDL輸出為1表示左側(cè)燈亮，當(dāng)BRAKE為1時(shí)，LEDB輸出為1表示左側(cè)燈亮，當(dāng)NIGHT為1時(shí)，LEDN輸出為1表示左側(cè)燈亮。當(dāng)LR為1時(shí)，左側(cè)三盞燈輸出均為0。即沒(méi)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?qū)崿F(xiàn)后，其仿真圖如圖9所示。圖9右邊燈控制模塊時(shí)序仿真圖對(duì)時(shí)序仿真圖進(jìn)行分析：RP，LR,NIGHT,BRAKE為輸入信號(hào)，LR為1表示左轉(zhuǎn)，RP為1表示右轉(zhuǎn)，NIGHT為1表示夜間行路，BRAKE為1表示剎車。LEDR,LEDB,LEDN為輸出信號(hào)，表示汽車右側(cè)的三盞燈。如圖所示：當(dāng)RP為1時(shí)，LEDR輸出為1表示右側(cè)燈亮，當(dāng)BRAKE為1時(shí)，LEDB輸出為1表示右側(cè)燈亮，當(dāng)NIGHT為1時(shí)，LEDN輸出為1表示右側(cè)燈亮。當(dāng)LR為1時(shí)，右側(cè)三盞燈輸出均為0。即沒(méi)有燈亮。3.5整個(gè)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(gè)系統(tǒng)仿真圖對(duì)時(shí)序仿真圖進(jìn)行分析：RIGHT，LEFT,NIGHT,BRAKE為輸入信號(hào)，RIGHT為1表示右轉(zhuǎn)，LEFT為1表示左轉(zhuǎn)，NIGHT為1表示夜間行路，BRAKE為1表示剎車。RD1,RD2,RD3為輸出信號(hào)，表示汽車右側(cè)的三盞燈。LD1,LD2,LD3為輸出信號(hào)，表示汽車左側(cè)的三盞燈。如圖所示：當(dāng)RIGHT為1時(shí)，RD1輸出為1表示右側(cè)燈亮，當(dāng)LEFT為1時(shí)，LD1為輸出為1表示左側(cè)燈亮，當(dāng)NIGHT為1時(shí)，LD2,RD2輸出均為1，表示左，右兩側(cè)各有一盞燈亮。當(dāng)BRAKE為1時(shí)，LD3,RD3輸出均為1，表示左，右兩側(cè)各有一盞燈亮。附件4.1各個(gè)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(shí)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