EDA课设报告
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沈阳理工大学EDA技术课程设计报告
尾灯控制器
1 设计目的
（1）学会在QuartusⅡ环境中运用VHDL语言设计方法来构建具有一定逻辑功能的模块，并能运用原理图设计方法完成顶层设计。掌握所学的课程知识和基本单元电路的综合设计应用。
（2）通过对实用汽车尾灯控制器的设计，巩固和综合运用所学知识，提高设计能力,并掌握汽车尾灯控制在FPGA中实现的方法。
1.调试底层模块,并时序仿真。
2.设计顶层模块,并时序仿真。
3.撰写课程设计报告。
2 设计要求和任务
假设汽车尾部左右侧各有3盏指示灯，其控制功能应包括：
（1）汽车正常行驶时指示灯都不亮
（2）汽车右转弯时，右侧的一盏指示灯亮
（3）汽车左转弯时，左侧的一盏指示灯亮
（4）汽车刹车时，左右侧的指示灯同时亮
（5）汽车在夜间行驶时，左右侧的指示灯同时一直亮，供照明使用
顶层设计采用原理图设计方案，它由时钟分频模块，汽车尾灯主控模块，左边灯控制模块和右边灯控制模块四部分组成。
3 总体设计思路及原理描述
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ldright亮；当汽车向左侧转弯时，汽车左侧的指示灯ldleft亮；当汽车刹车时，汽车右侧的指示灯ldbrake1和汽车左侧的指示灯ldbrake2同时亮；当汽车在夜间行驶时，汽车右侧的指示灯ldnight1和汽车左侧的指示灯ldnight2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ldleft，dbrake1，dnight1和汽车右侧3盏指示灯ldright，ldbrake2，ldnight2实现以上功能。
系统的整体组装设计原理如图所示：
4 分层次方案设计及代码描述
4.1汽车尾灯主控模块
汽车尾灯主控模块的工作框图如图4.1所示：
图4.1汽车尾灯主控模块
数据入口：
RIGHT ：右转信号；
LEFT ：左转信号； BRAKE ：刹车信号； NIGHT ：夜间行驶信号； 数据出口：
LP ：左侧灯控制信号； RP ：右侧灯控制信号； LR ：错误控制信号；
BRAKE_LED ：刹车控制信号； NIGHT_LED ：夜间行驶控制信号；
汽车行驶信号
主控模块
左灯控制模块
右灯控制模块
显示
时钟
图 3.1 系统设计整体框图
VHDL程序（CTRL.VHD）
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY CTRL IS
PORT(LEFT,RIGHT,BRAKE,NIGHT: IN STD_LOGIC;
LP,RP,LR,BRAKE_LED,NIGHT_LED: OUT STD_LOGIC);
END ENTITY CTRL;
ARCHITECTURE ART OF CTRL IS
BEGIN
NIGHT_LED<=NIGHT;
BRAKE_LED<=BRAKE;
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'; --当汽车直行时，左右灯都不亮
WHEN "01"=>LP<='0';RP<='1';LR<='0'; --当汽车右拐时，右拐指示灯亮
WHEN "10"=>LP<='1';RP<='0';LR<='0'; --当汽车左拐时，左指示灯亮
WHEN OTHERS=>LP<='0';RP<='0';LR<='1';--当汽车刹车时，左右灯都亮 END CASE;
END PROCESS;
END ARCHITECTURE ART;
功能：
该段程序用于对汽车尾灯进行整体控制，当输入为左转信号时，输出左侧灯控制信号；当输入为右转信号时，输出右侧灯控制信号；当同时输入LEFT和RIGHT 信号时，输出错误控制信号。当输入为刹车信号时，输出刹车控制信号；当输入为夜间行驶信号时，输出为夜间行驶控制信号。
4.2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：
图4.2左边灯控制模块数据入口：
CLK：时钟控制信号；
LP：左侧灯控制信号；
LR：错误控制信号；
BRAKE：刹车控制信号；
NIGHT：夜间行驶控制信号；
数据出口：
LEDL：左侧LD1灯控制信号；
LEDB：左侧LD2灯控制信号；
LEDN：左侧LD3灯控制信号；
VHDL程序（LC.VHD）
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY LC IS
PORT(CLK,LP,LR,BRAKE,NIGHT: IN STD_LOGIC;
LEDL,LEDB,LEDN: OUT STD_LOGIC);
END ENTITY LC;
ARCHITECTURE ART OF LC IS
BEGIN
LEDB<=BRAKE;
LEDN<=NIGHT;
PROCESS(CLK,LP,LR)
BEGIN
IF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN --时钟上升沿有效 IF(LR='0') THEN --没有刹车信号时 IF(LP='0')THEN --没有左拐信号时
LEDL<='0'; --左信号灯不亮
ELSE --相反情况
LEDL<='1';
END IF;
ELSE
LEDL<='0';
END IF;
END IF;
END PROCESS;
END ARCHITECTURE ART;