1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。EDA汽車尾燈控制器設(shè)計-課程名稱：EDA課程設(shè)計設(shè)計題目：汽車尾燈控制器的設(shè)計院系：電氣工程系專業(yè)：電子信息工程年級：2007級姓名：梁曉指導(dǎo)教師：許金福學(xué)號：20077823西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)2010年10月日課程設(shè)計任務(wù)書專業(yè)電子信息工程姓名梁曉學(xué)號20077823開題日期：2010年10月日完成日期：2010年11月日題目汽車尾燈控制器設(shè)計一、設(shè)計的目的本次設(shè)計的目的就是通過實踐深入理解狀態(tài)機原理，了解EDA技術(shù)并掌握VHDL硬件描述語言的設(shè)計方法和思想。通過學(xué)習(xí)的VHDL語言結(jié)合電子電路的設(shè)

2、計知識理論聯(lián)系實際，掌握所學(xué)的課程知識和基本單元電路的綜合設(shè)計應(yīng)用。通過對實用汽車尾燈控制器的設(shè)計，鞏固和綜合運用所學(xué)知識，提高分析、解決EDA技術(shù)實際問題的獨立工作能力。二、設(shè)計的內(nèi)容及要求1、設(shè)計內(nèi)容設(shè)計一個汽車尾燈控制器，利用EDA軟件（MAX+plusII）進行編譯及仿真，設(shè)計輸入可采用VHDL硬件描述語言輸入法和原理圖輸入法，通過仿真查看設(shè)計的可行性，因條件有限，只能進行簡單的仿真實驗。2、設(shè)計要求（1）汽車尾部左右兩側(cè)各有多盞指示燈。（2）汽車正常行駛時指示燈都不亮。（3）汽車右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)的一盞指示燈亮。（4）汽車左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè)的一盞指示燈亮。（5）汽車剎車時，左右兩側(cè)的一盞指示

3、燈同時亮。（6）汽車在夜間行駛時，左右兩側(cè)有指示燈同時一直亮，供照明使用。三、指導(dǎo)教師評語四、成績指導(dǎo)教師(簽章)年月日汽車尾燈控制器設(shè)計1引言隨著集成電路和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，EDA技術(shù)應(yīng)運而生，它是一種高級、快速、有效的電子設(shè)計自動化技術(shù)。EDA將大量的電路功能集成到一個芯片中，并且可以由用戶自行設(shè)計邏輯功能，提高了系統(tǒng)的集成度和可靠性。運用EDA技術(shù)可以方便、快捷設(shè)計電路系統(tǒng)。本文基于EDA系統(tǒng)，在MAX+plusII軟件平臺上，完成了汽車尾燈電路的設(shè)計。采用VHDL硬件描述語言描述汽車尾燈電路，完成對電路的功能仿真。在設(shè)計過程中，重點探討了汽車尾燈電路的設(shè)計思路和功能模塊劃分，通過分

4、析仿真波形表明設(shè)計的汽車尾燈電路完成了預(yù)期的功能。2汽車尾燈控制器的設(shè)計過程2.1設(shè)計內(nèi)容設(shè)計一個汽車尾燈控制器，利用EDA軟件（MAX+plusII）進行編譯及仿真，設(shè)計輸入可采用VHDL硬件描述語言輸入法和原理圖輸入法，通過仿真查看設(shè)計的可行性，因條件有限，只能進行簡單的仿真實驗。2.2設(shè)計要求（1）汽車尾部左右兩側(cè)各有多盞指示燈。（2）汽車正常行駛時指示燈都不亮。（3）汽車右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)的一盞指示燈亮。（4）汽車左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè)的一盞指示燈亮。（5）汽車剎車時，左右兩側(cè)的一盞指示燈同時亮。（6）汽車在夜間行駛時，左右兩側(cè)有指示燈同時一直亮，供照明使用2.3汽車尾燈控制器的工作原理汽車尾燈控

5、制器就是一個狀態(tài)機的實例。當汽車正常行駛時所有指示燈都不亮；當汽車向右轉(zhuǎn)彎時，汽車右側(cè)的指示燈ldright亮；當汽車向左側(cè)轉(zhuǎn)彎時，汽車左側(cè)的指示燈ldleft亮；當汽車剎車時，汽車右側(cè)的指示燈ldbrake1和汽車左側(cè)的指示燈ldbrake2同時亮；當汽車在夜間行駛時，汽車右側(cè)的指示燈ldnight1和汽車左側(cè)的指示燈ldnight2同時一直亮；當于大霧天行駛時右側(cè)指示燈ldfoggy1和左側(cè)指示燈ldfoggy2同時亮。通過設(shè)置系統(tǒng)的輸入信號：系統(tǒng)時鐘信號clk，汽車左轉(zhuǎn)彎控制信號left，汽車右轉(zhuǎn)彎控制信號right，剎車信號brake，夜間行駛信號night，霧燈信號foggy和系統(tǒng)的

6、輸出信號：汽車左側(cè)4盞指示燈ldleft，dbrake1，dnight1，dfoggy1和汽車右側(cè)4盞指示燈ldright，ldbrake2，ldnight2，ldfoggy2實現(xiàn)以上功能。系統(tǒng)的整體組裝設(shè)計原理如圖所示：汽車行駛信號主控模塊左燈控制模塊右燈控制模塊顯示時鐘系統(tǒng)設(shè)計整體框圖2.4方案選擇與論證根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計要求，系統(tǒng)設(shè)計采用自頂向下的設(shè)計方法，頂層設(shè)計采用原理圖設(shè)計方案，它是由時鐘分頻模塊、汽車尾燈主控模塊、左邊燈控制模塊、右邊燈控制模塊四部分組成。2.5系統(tǒng)設(shè)計詳述系統(tǒng)的輸入信號包括：系統(tǒng)時鐘信號CLK，汽車左轉(zhuǎn)彎控制信號LEFT，汽車右轉(zhuǎn)彎控制信號RIGHT，剎車信號BRAK

7、E，夜間行駛信號NIGHT。系統(tǒng)的輸入信號包括：汽車左側(cè)4盞指示燈LLED1，LLED2，LLED3，LLED4和汽車右側(cè)4盞指示燈RLED1，RLED2，RLED3，RLED4。當汽車正常行駛時所有的指示燈都不亮，當汽車向左轉(zhuǎn)時，汽車左邊的指示燈LLED1亮，當汽車向右轉(zhuǎn)時，汽車右邊的指示燈RLED1亮，當汽車剎車時，左右的LLED2、RLED2亮，當汽車夜間行駛時，汽車左右的LLED3、LLED4、RLED3、RLED4一直亮。2.6各組成模塊原理及程序2.6.1汽車尾燈主控模塊數(shù)據(jù)入口：RIGHT：右轉(zhuǎn)信號；LEFT：左轉(zhuǎn)信號；BRAKE：剎車信號；NIGHT：夜間行駛信號；數(shù)據(jù)出口：L

8、P：左側(cè)燈控制信號；RP：右側(cè)燈控制信號；LR：錯誤控制信號；BRAKE_LED：剎車控制信號；NIGHT_LED：夜間行駛控制信號；VHDL程序（CTRL.VHD）LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYCTRLISPORT(LEFT,RIGHT,BRAKE,NIGHT:INSTD_LOGIC;LP,RP,LR,BRAKE_LED,NIGHT_LED:OUTSTD_LOGIC);ENDENTITYCTRL;ARCHITECTUREARTOFCTRLISBEGINNIGHT_LED=NIGHT;BRAKE_LEDLP=0;RP=0;LRLP=0

9、;RP=1;LRLP=1;RP=0;LRLP=0;RP=0;LR=1;-當汽車剎車時，左右燈都亮ENDCASE;ENDPROCESS;ENDARCHITECTUREART;功能：該段程序用于對汽車尾燈進行整體控制，當輸入為左轉(zhuǎn)信號時，輸出左側(cè)燈控制信號；當輸入為右轉(zhuǎn)信號時，輸出右側(cè)燈控制信號；當同時輸入LEFT和RIGHT信號時，輸出錯誤控制信號。當輸入為剎車信號時，輸出剎車控制信號；當輸入為夜間行駛信號時，輸出為夜間行駛控制信號。2.6.2左邊燈控制模塊數(shù)據(jù)入口：CLK：時鐘控制信號；LP：左側(cè)燈控制信號；LR：錯誤控制信號；BRAKE：剎車控制信號；NIGHT：夜間行駛控制信號；數(shù)據(jù)入口：

10、LEDL：左側(cè)LD1燈控制信號；LEDB：左側(cè)LD2燈控制信號；LEDN：左側(cè)LD3燈控制信號；VHDL程序（LC.VHD）LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYLCISPORT(CLK,LP,LR,BRAKE,NIGHT:INSTD_LOGIC;LEDL,LEDB,LEDN:OUTSTD_LOGIC);ENDENTITYLC;ARCHITECTUREARTOFLCISBEGINLEDB=BRAKE;LEDN=NIGHT;PROCESS(CLK,LP,LR)BEGINIFCLKEVENTANDCLK=1THEN-時鐘上升沿有效IF(LR=0)

11、THEN-沒有剎車信號時IF(LP=0)THEN-沒有左拐信號時LEDL=0;-左信號燈不亮ELSE-相反情況LEDL=1;ENDIF;ELSELEDL=0;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;ENDARCHITECTUREART;功能：本程序用于控制左側(cè)燈的亮、滅和閃爍情況，當時鐘上升沿信號和左側(cè)燈控制信號或剎車控制信號或夜間行駛信號同時出現(xiàn)時，左側(cè)相應(yīng)的燈亮或出現(xiàn)閃爍。當錯誤控制信號出現(xiàn)時，LD1燈不亮。2.6.3右邊燈控制模塊數(shù)據(jù)入口：CLK：時鐘控制信號；RP：右側(cè)燈控制信號；LR：錯誤控制信號；BRAKE：剎車控制信號；NIGHT：夜間行駛控制信號；數(shù)據(jù)出口：LEDR：右側(cè)

12、RD1燈控制信號；LEDB：右側(cè)RD2燈控制信號；LEDN：右側(cè)RD3燈控制信號；VHDL程序（RC.VHD）LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYRCISPORT(CLK,RP,LR,BRAKE,NIGHT:INSTD_LOGIC;LEDR,LEDB,LEDN:OUTSTD_LOGIC);ENDENTITYRC;ARCHITECTUREARTOFRCISBEGINLEDB=BRAKE;LEDN=NIGHT;PROCESS(CLK,RP,LR)BEGINIFCLKEVENTANDCLK=1THEN-檢測時鐘上升沿IF(LR=0)THENIF(

13、RP=0)THENLEDR=0;ELSELEDR=1;ENDIF;ELSELEDR=0;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;ENDARCHITECTUREART;功能：本描述用于控制右側(cè)燈的亮、滅和閃爍情況，當時鐘上升沿信號和右側(cè)燈控制信號或剎車控制信號或夜間行駛信號同時出現(xiàn)時，右側(cè)相應(yīng)的燈亮或出現(xiàn)閃爍。當錯誤控制信號出現(xiàn)時，RD1燈不亮。2.6.4時鐘分頻模塊VHDL程序（SZ.VHD）LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYSZISPORT(CLK:INSTD_LOGI

14、C;-時鐘輸入CP:OUTSTD_LOGIC);ENDENTITYSZ;ARCHITECTUREARTOFSZISSIGNALCOUNT:STD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);-定義八位標準邏輯位矢量數(shù)據(jù)類型BEGINPROCESS(CLK)BEGINIFCLKEVENTANDCLK=1THEN-檢測時鐘上升沿COUNT=COUNT+1;ENDIF;ENDPROCESS;CP=COUNT(3);-輸出第五位ENDARCHITECTUREART;功能：這塊的功能是對左右兩邊的LLED1、RLED1的閃爍時間間隔，以CLK為輸入信號，CP為輸出信號，在程序中定義一個八位節(jié)點信號CO

15、UNT來放計數(shù)值，當CLK的上升沿到來時就開始計數(shù)，最后將COUNT(3)給CP，實現(xiàn)對CLK的八分頻。再將CP的電平信號分別和LEDL、LEDR電平與，最后用輸出的電平來控制汽車左右的LLED1、RLED1，實現(xiàn)左右轉(zhuǎn)的指示功能。2.6.5原理圖頂層文件VHDL程序（tp.VHD）Libraryieee;Useieee.std_logic_1164.all;Useieee.std_logic_unsigned.all;EntitytpisPort(clk:instd_logic;Left:instd_logic;Right:instd_logic;Brake:instd_logic;Nigh

16、t:instd_logic;Ld1,ld2,ld3:outstd_logic;Rd1,rd2,rd3:outstd_logic);End;ArchitecturebhoftpisComponentszisPort(clk:instd_logic;Cp:outstd_logic);Endcomponent;ComponentctrlisPort(left,right,brake,night:instd_logic;Lp,rp,lr,brake_led,night_led:outstd_logic);Endcomponent;ComponentlcisPort(clk,lp,lr,brake,ni

17、ght:instd_logic;Ledl,ledb,ledn:outstd_logic);Endcomponent;ComponentrcisPort(clk,rp,lr,brake,night:instd_logic;Ledr,ledb,ledn:outstd_logic);Endcomponent;Signaltmp0,tmp1,tmp2,tmp3,tmp4:std_logic;Signalerr0,err1,err2,err3,err4,err5:std_logic;signalbm:std_logic;BeginU1:szportmap(clk,bm);U2:ctrlportmap(l

18、eft,right,brake,night,tmp0,tmp1,tmp2,tmp3,tmp4);U3:lcportmap(clk,tmp0,tmp2,tmp3,tmp4,err0,err1,err2);U4:rcportmap(clk,tmp1,tmp2,tmp3,tmp4,err3,err4,err5);Ld1=err0andbm;Ld2=err1;Ld3=err2;Rd1=err3andbm;Rd2=err4;Rd3=err5;End;2.6.6整體仿真波形圖分析整體仿真圖：輸入剎車信號一直為高電平，輸出LD2燈和RD2燈也為長亮；左轉(zhuǎn)信號為高電平時，LD1燈閃爍，右轉(zhuǎn)信號為高電平時，RD

19、1燈閃爍；當左轉(zhuǎn)信號和右轉(zhuǎn)信號同時為高電平時，LD1燈和RD1燈都不亮；夜間行駛信號為高電平時，LD3燈和RD3燈同時亮。波形仿真結(jié)果滿足預(yù)期的功能。3心得體會通過本次課程設(shè)計，我們對EDA技術(shù)有了更深的了解，初步學(xué)會了采用自頂向下的系統(tǒng)設(shè)計方法設(shè)計系統(tǒng)，并熟練掌握了利用VHDL語言進行簡單的電路模塊設(shè)計。此外，我們還進一步熟悉了MAX+PLUSII這款軟件的使用，深刻體會到了用軟件實現(xiàn)硬件設(shè)計的便捷與優(yōu)越。本次課程設(shè)計不僅培養(yǎng)了我們實際操作能力，也培養(yǎng)了我們靈活運用課本知識，理論聯(lián)系實際，分析問題和解決問題的能力。它不僅僅是一個學(xué)習(xí)新知識新方法的好機會，同時也是對我所學(xué)知識的一次綜合的檢驗和復(fù)習(xí)，使我明