dea课程设计汽车尾灯控制器设计大学论文

《EDA技术》课程设计说明书汽车尾灯控制器设计学院：电气与信息工程学院学生姓名：指导教师：胡红艳职称\学位高级实验师专业：电子与信息工程班级：电子1401班学号：完成时间：2016/6《EDA技术》课程设计任务书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。

人们对汽车的研究已经是非常的深入，为了使汽车更好的服务人类，人们从来没有停止过对汽车的研究，对于司机来说，汽车信号灯是汽车与汽车这间的交流渠道，不同的亮灯模式表达了不同的信息，是协调交通，避免交通事故发生的重要信息，所以汽车尾灯控制器的作用是毋庸置疑的。

本次课程设计采用的是EDA控制技术来实现汽车尾灯控制电路的设计。

首先给出了设计方案，然后进行的VHDL的程序设计，生成了底层文件，再画出了汽车尾灯控制系统的顶层文件原理图，同时进行了软件仿真和硬件下载测试。

本次设计较好的完成的课程设计的要求，使其控制系统使用更方便，成本更低廉。

关键词：EDA技术，VHDL程序，硬件下载。

ABSTRACTWith the constant progress of the society, modern technology has gone deep into every corner of people's lives, and car as more convenient means of transportation tool, has become a part of an integral part of our lives. People's study on the car is already very deeply, in order to make the car better service to humanity, people have never stopped for automobile research and for drivers, car lights are cars and car the channels of communication, different lighting modes to express different information, coordinate transportation, avoid traffic accidents important information, so car taillight controller role is beyond doubt.This design for the automobile tail light controller design, uses the EDA control technology to realize the automobile tail light control circuit design. First, the design of the program, and then the VHDL program design, generated the underlying document, drawing out the car light control system schematic, while the software simulation and download test. This design better complete the requirements of the curriculum design, so that the use of its control system is more convenient, the cost is more low.Key words：EDA control,VHDL program目录1概述 (6)1.1 EDA简介 (6)1.2设计目的 (6)1.3设计简介及要求 (7)2设计方案 (8)3 软件电路的设计 (9)3.1 主控制模块 (9)3.2 左侧控制模块 (10)3.3雾灯模式、倒车控制模块 (11)3.4 右侧控制模 (12)3.5 汽车尾灯控制器系统电路 (13)4 系统仿真 (14)4.1汽车控制器系统仿真 (14)4.2主控制模块仿真 (15)4.3左侧控制模块仿真 (15)4.4右侧控制模块仿真 (16)4.5雾灯模式、倒车控制模块仿真 (16)5 下载测试 (17)5.1芯片选择及引脚锁定 (17)5.2 下载测试 (18)结束语 (19)参考文献 (20)致谢 (21)附录 1主控模块程序 (22)附录 2 左侧控制模块程序 (22)附录 3 雾灯、倒车控制模块程序 (23)附录 4 右侧控制模块程序 (24)1 概述1.1 EDA简介随着电子技术的迅猛发展，高新技术日新月异，传统的设计方法正逐步退出历史舞台，取而代之的是基于 EDA 技术的芯片设计技术，它正成为电子系统设计的主流。

大规模可编程器件现场可编程门阵列FPGA （ Field Programmable Gate Array ）和复杂可编程逻辑器件 CPLD（ Complex Programmable Logic Device ）是当今应用最广泛的两类可编程专用集成电路（ ASIC ）。

由于其性能好、可靠性高、容量大、体积小，微功耗、速度快、使用灵活、设计周期短、开发成本低，静态可重复编程、动态在系统重构、硬件功能可以像软件一样通过编程来修改，因此极大地提高了电子系统设计的灵活性和通用性。

在汽车运行过程中，驾车司机通过尾灯通知后继车辆本人的运行意图，对于维持正常的交通秩序，保障安全具有极其重要的意义。

汽车尾灯控制电路是随汽车智能化技术的发展而迅速发展起来的，汽车尾灯一般是用基于微处理的硬件电路构成，正因为硬件电路的局限性，不能随意的更改电路的功能和性能，且可靠性得不到保证，因此对汽车尾灯控制系统的发展带来一定的局限性，难以满足现代汽车的智能化发展。

本设计使用复杂可编程逻辑器件 CPLD ，用 VHDL （ Very HighSpeed Integrated Circuit Hardware Description Language ）对汽车尾灯控制电路进行设计，并用 Quartus II 软件进行 CPLD 芯片的编译和下载，生成的是集成化的数字电路，没有传统设计中的接线问题，硬件功能的改变可以通过编程来修改，所以故障率低、可靠性高，而且体积小，体现了 EDA 技术在数字电路设计中的优越性1.2设计目的EDA技术课程设计是在完成《EDA技术》理论课程教学以后所进行的重要实践教学环节。

本课程的学习目的在于使学生综合运用《EDA技术》课程及其它先修课程的理论知识进行EDA数字系统的设计实践，使理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展。

EDA技术课程设计主要培养学生逻辑设计能力和采用EDA 方法进行设计的思想,掌握CPLD/FPGA 器件的开发应用。

建立设计流程的基本概念并掌握之；熟悉设计中使用的主流工具，掌握仿真工具 ModelSim/NCVerilog、QuartusII/ISE 以及相应的 SOPC EDK；学习良好的技术文档撰写方法与文风；掌握逻辑设计与仿真验证的基本方法；通过设计实际训练，为后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问题打下良好的基础。

1.3 设计简介及要求本次课程设计是一个汽车尾灯控制器的设计，汽车尾灯控制器有6个灯（左侧灯：ZLED1、ZLED2、ZLED3、右侧灯：YLED1、YLED2、YLED3）和6个脉冲按键（左转弯按键、右转弯按键、刹车按键、倒车按键、雾灯模式按键），本次设计要达到以下6点要求：1、汽车正常行驶时汽车尾灯不亮2、按下左转弯按键时左侧尾灯（ZLED1）亮3、按下右转弯按键时右侧尾灯（YLED1）亮4、按下刹车按键时两个灯（ZLED2、YLED2）都亮5、按下倒车按键时左侧尾灯（ZLED3）不断闪亮6、按下雾灯模式按键时右侧灯（YLED3）不断闪亮2 设计方案汽车尾灯的控制就是一个状态机的事例，整体设方框如图1所示：图1系统整体框图整个控制系统有4个模块组成，主控制模块、左侧控制模块、右侧控制模块、雾灯模式倒车控制模块。

其中主控制模块有左、右转的控制、刹车的控制、倒车的控制、雾灯模式的控制，左控制模块有左侧转向灯和刹车指示灯的控制，右控制模块有右侧转向灯和刹车指示灯的控制，雾灯和倒车控制模块有雾灯模式指示灯和倒车指示灯的控制。

汽车尾灯控制器的工作过程。

当汽车向左转时；左侧控制模块ZLED1灯亮，但汽车向右转时；右侧控制模块YLED1灯亮；当汽车刹车时，左侧控制模块ZLED2灯和右侧控制部分YLED2灯同时亮；当汽车开启雾灯模式时，左侧控制模块ZLED3灯不断闪亮；当汽车刹车时，右侧控制模块YLED3不断闪亮；显示部分会显示各个控制模块LED灯的工作状态。

各个运行状态互不影响、相互独立。

当汽车正常行驶时，，所有的指示灯都不亮。

3软件电路的设计3.1主控制模块主控制模块功能:控制其他的控制模块，起到中驱的作用。

主控制模块由VHDL程序实现，下面为它的实体部分VHDL代码：ENTITY master ISPORT(LEFT,RIGHT,BRAKE,FOG,BACK:IN STD_LOGIC;-定义端口LP,RP,LR,F,B,BRAKE_LED:OUT STD_LOGIC);END ENTITY;详细程序见附录，主控制模块图如图2 所示.图2 主控制模块图图2中，LEFT为汽车左转控制输入信号，RIGHT为汽车右转控制输入信号，BRAKE为刹车控制输入信号，FOG为雾灯模式控制输入信号，BACK为倒车控制输入信号，都为高电平有效。

（主控制模块图2输入端口对应的输入信号如表1所示）输出信号LP为左转脉冲，输出信号RP为右转脉冲，输出信号F为雾灯模式脉冲，输出信号B为倒车模式脉冲，输出信号BRAKE_LED为刹车脉冲，（主控制模块图2输出端口对应输出信号如表2所示）当LEFT输入信号为1时，CLK由0变为1，则输出信号LP输出为1；当输入信号RIGHT为1时，CLK由0变为1，则输出信号RP输出为1。

输出信号LR 为左侧和右侧控制模块的使能信号（低电平有效），当输入信号LEFT和输入信号RIGHT同时为1时，输出信号LR输出为1，此时左侧和右侧控制模块都不起作用；当输入信号FOG为1时，CLK由0变为1，则输出信号F输出为1；当输入信号BRAKE为1时，CLK由0变为1，则输出信号B输出为1；当输入信号BRAKE为1时，CLK由0变为1，则输出信号BRAKE_LED输出为1。