基于FPGA的汽车尾灯控制器的设计

2011届光信息科学与技术专业毕业设计（论文）基于FPGA的汽车尾灯控制器的设计摘要随着社会的不断进步，现代化技术已经深入到人们生活的各个角落，而汽车作为较为方便的代步工具，已经成为我们生活中不可或缺的一部分，人们对于它的研究已经进入技术非常发达的阶段，为了使其更为完美，能被人们更方便、更简单的利用，人们从没停止对它的各方面的研究。对于汽车来说，信号灯是它与其它车辆交流的通道和方式，各种模式状态代表了不同的意义和司机同志下一步的操作，是协调交通，避免事故的一个最好的方法。所以关于汽车信号灯控制器的设计有很多实例。本论文首先介绍了FPGA的基本知识，包括对FPGA的开发软件工具QuartusII7.2(32-Bit)和硬件描述语言VHDL的详细介绍，然后对汽车信号灯控制器基本功能进行分析，给出设计方案，进行编程设计，同时进行软件仿真，硬件下载仿真等。本设计较好的完成了该课题指定的基本功能，并有所扩展，使控制系统使用更加方便，且便于修改改进。关键词：FPGA；开发工具QuartusII7.2(32-Bit)；硬件描述语言VHDL；控制系统。2011届光信息科学与技术专业毕业设计（论文）thedesignofacartaillightcontrollerABSTRACTAlongwiththeprogressofsociety,themoderntechniqueshavealreadygotdeepintopeople’slifeineachcorner.Theautomobilebeingamoreconvenientmeansoftransportationtoolhasalreadybecomeanecessarypartinourlife.Thepeople'sresearchtowardsithasalreadyturnedintoaveryflourishingstageoftechnique,forthesakeofmakingitmoreperfect,moreconvenientandmoresimpleexploitation,peopleneverstoptheresearchofitseveryone'snoodles.Fortheautomobile,thesignallampisthepassageandwaythatitcommunicateswiththeothervehicles.Thevariousmodeappearancerepresentedthedifferentmeaningandtheoperationofthenextmove,Itisthebestmethodofmoderatingtransportationandavoidingthetrouble.Sothedesignconcerningtheautomobilesignallampcontrollercontainsalotofsolidexamples.ThisthesisintroducedthebasicknowledgeoftheFPGAfirst;includingthedevelopmentsoftwaretoolQuartusII7.2(32-Bit)andhardwarethatincludetotheFPGAdescribedthedetailedintroductionofthelanguageVHDL.Then,thethesisintroducedtheautomobilesignalbeaconcontroller’sfunctioncarryonanalysisandgivesthedesignproject.inthemeantimeIcarrythecircuitonsoftwareandthehardwaretoimitatereallyetc.Thisdesigncompletedthetopictobasicfunctionverywellandmadethecontrolsystemusagemoreconvenient.Alsoitiseasytoimprove.Keyword:FPGA;DeveloptoolQuartusII7.2(32-Bit);ThehardwaredescriptionlanguageVHDL;Controlsystem.2011届光信息科学与技术专业毕业设计（论文）目录第1章引言....................................................................................................11.1设计的目的及意义…………………………………………………….11.2设计的基本内容……………………………………………………….1第二章EDA、FPGA、VHDL简介.................................................................32.1EDA技术……………………………………………………………….32.1.1EDA技术的概念..........................................................................32.1.2EDA技术的特点...........................................................................32.1.3EDA设计流程..............................................................................32.2FPGA………………………………………………………………….42.2.1FPGA优越性................................................................................42.2.2FPGA的应用................................................................................52.3硬件描述语言（VHDL）………………………………………………52.3.1VHDL简介...................................................................................52.3.2VHDL语言的特点.......................................................................6第三章本课题在国内外的研究状况及发展趋势............................................7第四章电路器件简介........................................................................................94.13线－8线译码器…………………………………………………...94.2二进制同步计数器………………………………………………….11第五章汽车尾灯控制器的设计过程..............................................................145.1方案1：………………………………………………………………145.1.1系统需求分析.............................................................................145.1.2汽车尾灯控制器的工作原理.....................................................145.1.3各组成模块原理及程序.............................................................165.1.4系统仿真.....................................................................................185.2方案2：………………………………………………………………215.2.1主电路设计：.............................................................................215.2.2主电路的仿真：.........................................................................225.2.3电路改动及拓展........................................................................28第6章总结与展望..........................................................................................372011届光信息科学与技术专业毕业设计（论文）参考文献......................................................................................................38致谢................................................................................................................392011届光信息科学与技术专业毕业设计（论文）1第1章引言随着社会的发展，科学技术也在不断的进步，状态机的应用越来越广泛。现代交通越来越拥挤，安全问题日益突出，在这种情况下汽车尾灯控制器的设计成为解决交通安全问题一种好的途径。在本课程设计根据状态机原理实现了汽车尾灯常用控制。1.1设计的目的及意义设计目的：（1）熟悉数字逻辑电路分析和设计方法，学习数字电路描述语言VHDL(VeryHighSpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage)或VerilogHDL。（2）更好的巩固和加深对基础知识的理解，学会设计中小型数字系统的方法，独立完成调试过程，增强我们理论联系实际的能力，提高学生电路设计和分析能力。（3）通过实践，在理论指导下有所创新，为后继专业课的学习和日后工程实践奠定基础。设计意义：随着社会的不断进步和科学技术，经济的不断发展，人们生活水平得到很大的提高，汽车已经广泛的进入了人们的生活。而作为汽车电路重要的组成部分---汽车尾灯控制系统，人们对它的认识还存在许多的局限性，还有待我们继续对其进行研究和探讨。所以设计一套更好更合理的汽车尾灯系统，对汽车业的发展，对经济的发展有着深远的影响。1.2设计的基本内容①控制实现功能：汽车尾部左右两侧各有3个指示灯2011届光信息科学与技术专业毕业设计（论文）21）.正常行驶时指示灯全灭；2）.右转弯时，右侧3个指示灯按循环顺序点亮；3）.左转弯时，左侧三个灯按循环顺序点亮；4）.汽车倒车或临时刹车时，所有指示灯按clk信号同步闪烁②汽车尾灯控制器中的三进制计数器的VHDL设计或电路原理图设计。③在QuartusⅡ开发系统中实现三进制计数器设计，仿真验证其正确性。④译码及驱动电路设计并在QuartusⅡ开发系统中实现它，仿真验证其正确性。⑤汽车尾灯控制器顶层设计和仿真，验证设计的正确性。2011届光信息科学与技术专业毕业设计（论文）3第二章