汽车尾灯控制系统设计

第二章 设计课题简介
• • • 2.1 EDA的介绍 2.1.1 EDA技术的概念 EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪90年代初从 计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算 机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA 软件平台上，用硬件描述语言HDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、 化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻 辑映射和编程下载等工作。 EDA技术是在电子CAD技术基础上发展起来的计算机软件系统，是指以计算机为工作平 台，融合了应用电子技术、计算机技术、信息处理及智能化技术的最新成果，进行电子 产品的自动设计。 利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可 以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版 图的整个过程的计算机上自动处理完成。 现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、 生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业 单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程中，从设计、性能测试及特性分析 直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。本文所指的EDA技术，主要针对电子电路设计、 PCB设计和IC设计。
汽车尾灯控制系统的设计
摘要
• 本研究有着极大的实用性和可操作性，其在世界的交通安全方面的应用中具 有广泛的意义和实际的应用价值。汽车通过尾灯的明灭变化来传达其运行方 式这是汽车运行方式的最直接的表达可以使行人或其他车辆对其将要发生的 动态变化更加清楚明了从而避免发生交通事故这就大大地增加了交通安全性。 这种用于尾灯控制系统的电路降低了汽车尾灯的故障率和危险发生的概率， 具有非常重要的意义。在我国交通拥挤导致交通事故频繁发生，而其中汽车 追尾时间在事故中占得比例比较大。汽车尾灯控制电路的产生能缓解这一状 况，通过对汽车尾灯的控制，体现汽车在公路上行驶的状态，即：汽车正常 使用是指示灯不亮;汽车右转时，右侧的一盏灯亮;汽车左转时，左侧的一盏 灯;汽车刹车时，左右两侧的指示灯同时亮;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 。通过这一特点来提示后方的车辆本车的行驶 状况，有利于减少汽车追尾事件的发生，是一个值得普及的设计。
关键词： 行驶状况 指示灯 计数
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第一章 绪论
– 选题的目的与意义
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本次设计的目的就是通过实践深入理解计算机组成原理，了解EDA技术并掌握VHDL硬件描述语言的设计方法和思想。 以计算机组成原理为指导，通过学习的VHDL语言结合电子电路的设计知识理论联系实际，掌握所学的课程知识和基本 单元电路的综合设计应用。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IC设计能力，提高分析、 解决计算机技术实际问题的独立工作能力。 目前的汽车尾灯大部分是由基于微处器的硬件电路结构构成的。汽车通过尾灯的明灭变化来传达其运行方式这是汽 车运行方式的最直接的表达可以使行人或其他车辆对其将要发生的动态变化更加清楚明了从而避免发生交通事故这就大 大地增加了交通安全性。本研究有着极大的实用性和可操作性，其在世界的交通安全方面的应用中具有广泛的意义和实 际的应用价值，这种用于尾灯控制系统的电路降低了汽车尾灯的故障率和危险发生的概率可以极大地提高汽车驾驶的安 全性和舒适性。 1.2 汽车尾灯控制系统的发展趋势 汽车尾灯系统的应用越来越广，21世纪，全球汽车电子技术的发展趋势是：安全、节能、环保、舒适，而汽车尾灯控 制技术在汽车工业发展起到了重要的地步，运用了该技术不仅可以为汽车美观更重要的是能在弯道和黑夜里行车更安全， 因此，使用该技术已成为重要发展的地Fra Baidu bibliotek。汽车尾灯在汽车信号灯具中占据重要地位，因为它们发出的信号显示汽车行 驶状态和行驶轨迹即将发生变化，对汽车安全行驶肩负重要使命。但是人们对汽车尾灯控制系统的认识还存在好多局限 性，还有待我们继续对其进行研究和探讨。探究一套既快又可靠，更加合理的设计方法，以便更好的为国民经济的发展 和人们的生活服务。因此，进行高性能汽车尾灯控制系统的设计研究，具有非常深远的实际和理论意义。随着汽车工业 的发展，汽车尾灯发展也日新月异，一体化、轻型化、薄形化、美观化已成为汽车尾灯的必然趋势。
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1.3 本课题主要讨论问题 现在汽车已成为不可缺少的交通工具，不单单是一种代步工具，更是一种 社会生活水平的象征。但是，汽车在带给我们快速、便捷的同时，也带来 了大量的交通事故。据有关部门统计，大量事故的发生地都是在几条道路 的转弯处或是因为前面的车辆突然间刹车，后面的车辆没有及时注意等， 所以汽车尾灯的重要性就体现出来了。通过本次设计，目的是理解以往所 学的知识，掌握EDA设计和VHDL硬件描述语言，增加集成电路应用知识， 培养自己的实际动手能力以及分析解决问题的能力。 利用VHDL语言设计汽车尾灯控制系统的各个模块，并使用EDA 工具对各 模块进行仿真验证。汽车尾灯控制器的设计分为4个模块：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。把各个模块整合 后就形成了汽车尾灯控制器。通过输入系统时钟信号和相关的汽车控制信 号，汽车尾灯将正确显示当前汽车的控制状态。
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2.1.2 EDA技术的特点
• EDA技术是伴随着计算机、集成电路、电子系统的设计发展起来的，至今已有30多年的历程，大致可以分为三个发展阶 段，20世纪70年代的CAD(计算机辅助设计)阶段：这一阶段的主要特征是利用计算机辅助进行电路原理图编辑、PCB布 线，使得设计师从传统高度重复繁杂的绘图劳动中解脱出来。20世纪80年代的CAED(计算机辅助工程设计)阶段：这一 阶段的主要特征是以逻辑摸拟、定时分析、故障仿真、自动布局布线为核心，重点解决电路设计的功能检测等问题，使 设计能在产品制作之前预知产品的功能与性能。20世纪90年代是Ⅱ)A(电子设计自动化)阶段：这一阶段的主要特征是以 高级描述语言、系统仿真和综合技术为特点，采用“自顶向下”的设计理念，将设计前期的许多高层次设计由EDA工具 来完成。EDA是电子技术设计自动化，也就是能够帮助人们设计电子电路或系统的软件工具。该工具可以在电子产品的 各个设计阶段发挥作用，使设计更复杂的电路和系统成为可能。在原理图设计阶段，可以使用EDA中的仿真工具论证设 计的正确性。在芯片设计阶段，可以使用 EDA中的芯片设计工具设计制作芯片的版图。在电路板设计阶段，可以使用EDA中电路板设计工具设计多层电路板。特 别是支持硬件描述语言的EDA工具的出现。使复杂数字系统设计自动化成为可能，只要用硬件描述语言将数字系统的行 为描述正确，就可以进行该数字系统的芯片设计与制造。 EDA代表了当今电子设计技术的最新发展方向，利用quaetusⅡ工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计 电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个 过程在计算机上自动处理完成。设计者采用的设计方法是一种高层次的“自顶向下”的全新设计方法，这种设计方法首 先从系统设计入手，在顶层进行功能方框图的划分和结构设计。在方框图一级进行仿真、纠错．并用硬件描述语言对高 层次的系统行为进行描述，在系统一级进行驶证；然后用综合优化工具生成具体门电路的网络表，其对应的物理实现级 可以是印刷电路板或专用集成电路。设计者的工作仅限于利用软件的方式，即利用硬件描述语言和EDA软件来完成对系 统硬件功能的实现。随着设计的主要仿真和调试过程是在高层次上完成的，这既有利于早期发现结构设计上的错误，避 免设计工作的浪费，又减少了逻辑功能仿真的工作量，提高了设计的一次性成功率。随着现代电子产品的复杂度和集成 度的日益提高，一般的中小规模集成电路组合已不能满足要求，电路设计逐步地从中小规模芯片转为大规模、超大规模 芯片，具有高速度、高集成度、低功耗的可编程器件已蓬勃发展起来。 利用EDA技术进行电子系统的设计，具有以下几个特点：① 用软件的方式设计硬件；② 用软件方式设计的系统到硬件 系统的转换是由有关的开发软件自动完成的；③ 设计过程中可用有关软件进行各种仿真；④ 系统可现场编程，在线升 级；⑤ 整个系统可集成在一个芯片上，体积