1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。EDA汽車尾燈控制器設計-課程名稱：EDA課程設計設計題目：汽車尾燈控制器的設計院系：電氣工程系專業：電子信息工程年級：2007級姓名：梁曉指導教師：許金福學號：20077823西南交通大學峨眉校區2010年10月日課程設計任務書專業電子信息工程姓名梁曉學號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計一、設計的目的本次設計的目的就是通過實踐深入理解狀態機原理，了解EDA技術并掌握VHDL硬件描述語言的設計方法和思想。通過學習的VHDL語言結合電子電路的設

2、計知識理論聯系實際，掌握所學的課程知識和基本單元電路的綜合設計應用。通過對實用汽車尾燈控制器的設計，鞏固和綜合運用所學知識，提高分析、解決EDA技術實際問題的獨立工作能力。二、設計的內容及要求1、設計內容設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，通過仿真查看設計的可行性，因條件有限，只能進行簡單的仿真實驗。2、設計要求（1）汽車尾部左右兩側各有多盞指示燈。（2）汽車正常行駛時指示燈都不亮。（3）汽車右轉彎時，右側的一盞指示燈亮。（4）汽車左轉彎時，左側的一盞指示燈亮。（5）汽車剎車時，左右兩側的一盞指示

3、燈同時亮。（6）汽車在夜間行駛時，左右兩側有指示燈同時一直亮，供照明使用。三、指導教師評語四、成績指導教師(簽章)年月日汽車尾燈控制器設計1引言隨著集成電路和計算機技術的飛速發展，EDA技術應運而生，它是一種高級、快速、有效的電子設計自動化技術。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計邏輯功能，提高了系統的集成度和可靠性。運用EDA技術可以方便、快捷設計電路系統。本文基于EDA系統，在MAX+plusII軟件平臺上，完成了汽車尾燈電路的設計。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。在設計過程中，重點探討了汽車尾燈電路的設計思路和功能模塊劃分，通過分

4、析仿真波形表明設計的汽車尾燈電路完成了預期的功能。2汽車尾燈控制器的設計過程2.1設計內容設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，通過仿真查看設計的可行性，因條件有限，只能進行簡單的仿真實驗。2.2設計要求（1）汽車尾部左右兩側各有多盞指示燈。（2）汽車正常行駛時指示燈都不亮。（3）汽車右轉彎時，右側的一盞指示燈亮。（4）汽車左轉彎時，左側的一盞指示燈亮。（5）汽車剎車時，左右兩側的一盞指示燈同時亮。（6）汽車在夜間行駛時，左右兩側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；當汽車向右轉彎時，汽車右側的指示燈ldright亮；當汽車向左側轉彎時，汽車左側的指示燈ldleft亮；當汽車剎車時，汽車右側的指示燈ldbrake1和汽車左側的指示燈ldbrake2同時亮；當汽車在夜間行駛時，汽車右側的指示燈ldnight1和汽車左側的指示燈ldnight2同時一直亮；當于大霧天行駛時右側指示燈ldfoggy1和左側指示燈ldfoggy2同時亮。通過設置系統的輸入信號：系統時鐘信號clk，汽車左轉彎控制信號left，汽車右轉彎控制信號right，剎車信號brake，夜間行駛信號night，霧燈信號foggy和系統的

6、輸出信號：汽車左側4盞指示燈ldleft，dbrake1，dnight1，dfoggy1和汽車右側4盞指示燈ldright，ldbrake2，ldnight2，ldfoggy2實現以上功能。系統的整體組裝設計原理如圖所示：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設計整體框圖2.4方案選擇與論證根據系統設計要求，系統設計采用自頂向下的設計方法，頂層設計采用原理圖設計方案，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系統設計詳述系統的輸入信號包括：系統時鐘信號CLK，汽車左轉彎控制信號LEFT，汽車右轉彎控制信號RIGHT，剎車信號BRAK

7、E，夜間行駛信號NIGHT。系統的輸入信號包括：汽車左側4盞指示燈LLED1，LLED2，LLED3，LLED4和汽車右側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，當汽車向左轉時，汽車左邊的指示燈LLED1亮，當汽車向右轉時，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據入口：RIGHT：右轉信號；LEFT：左轉信號；BRAKE：剎車信號；NIGHT：夜間行駛信號；數據出口：L

8、P：左側燈控制信號；RP：右側燈控制信號；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，當輸入為左轉信號時，輸出左側燈控制信號；當輸入為右轉信號時，輸出右側燈控制信號；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左邊燈控制模塊數據入口：CLK：時鐘控制信號；LP：左側燈控制信號；LR：錯誤控制信號；BRAKE：剎車控制信號；NIGHT：夜間行駛控制信號；數據入口：

10、LEDL：左側LD1燈控制信號；LEDB：左側LD2燈控制信號；LEDN：左側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燈的亮、滅和閃爍情況，當時鐘上升沿信號和左側燈控制信號或剎車控制信號或夜間行駛信號同時出現時，左側相應的燈亮或出現閃爍。當錯誤控制信號出現時，LD1燈不亮。2.6.3右邊燈控制模塊數據入口：CLK：時鐘控制信號；RP：右側燈控制信號；LR：錯誤控制信號；BRAKE：剎車控制信號；NIGHT：夜間行駛控制信號；數據出口：LEDR：右側

12、RD1燈控制信號；LEDB：右側RD2燈控制信號；LEDN：右側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燈的亮、滅和閃爍情況，當時鐘上升沿信號和右側燈控制信號或剎車控制信號或夜間行駛信號同時出現時，右側相應的燈亮或出現閃爍。當錯誤控制信號出現時，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據類型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點信號CO

15、UNT來放計數值，當CLK的上升沿到來時就開始計數，最后將COUNT(3)給CP，實現對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，實現左右轉的指示功能。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；左轉信號為高電平時，LD1燈閃爍，右轉信號為高電平時，RD

19、1燈閃爍；當左轉信號和右轉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。波形仿真結果滿足預期的功能。3心得體會通過本次課程設計，我們對EDA技術有了更深的了解，初步學會了采用自頂向下的系統設計方法設計系統，并熟練掌握了利用VHDL語言進行簡單的電路模塊設計。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硬件設計的便捷與優越。本次課程設計不僅培養了我們實際操作能力，也培養了我們靈活運用課本知識，理論聯系實際，分析問題和解決問題的能力。它不僅僅是一個學習新知識新方法的好機會，同時也是對我所學知識的一次綜合的檢驗和復習，使我明