电脑知识与技术

基于FPGA的汽车尾灯控制电路设计

作者:佚名 来源:电脑知识与技术 202021期 时间:2020-09-13

摘要:汽车尾灯控制电路为了实现左转弯、右转弯、汽车倒车或刹车时指示灯的点亮功能,以FPGA为基础,利用Verilog语言编程。包含了分频模块、按键模块,通过指示灯的...

  摘要:汽车尾灯控制电路为了实现左转弯、右转弯、汽车倒车或刹车时指示灯的点亮功能,以FPGA为基础,利用Verilog语言编程。包含了分频模块、按键模块,通过指示灯的变化来实现汽车在上述四种情况的车灯闪烁。分析汽车尾灯控制电路设计构思,采用硬件描述语言和FPGA實现汽车尾灯控制电路的设计,有着线路简单、可编程性、可靠性高等特点,并结果验证通过仿真来进行。

  关键词:FPGA;汽车尾灯;VHDL

  中图分类号:TP391 文献标识码:A

  文章编号:1009-3044(2020)21-0197-02

  开放科学(资源服务)标识码(OSID):

  电子系统的设计技术和工具的深刻变化,伴随着集成电路工艺技术的高速发展,当前汽车行业发展迅速,汽车的性能也越来越高端,智能化,针对汽车尾灯控制器,本文将介绍一种基于FPGA实现汽车尾灯控制的系统。FPGA作为当前高速发展的技术,其具有工作稳定,运行速度快,还有可编程性、门阵列的高逻辑密度和高可靠性、等好处。在进行产品开发时利用上它,不仅降低成本、研发周期短、可靠性高,只是产权更具完全性。利用FPGA实现汽车尾灯控制器将更加满足未来行业发展需要。

  1 设计需求

  1)假设汽车尾部左、右两侧各有三个指示灯(用发光二极管模拟),实现以下控制功能

  ①正常行驶时指示灯全灭;

  ②右转弯时,右侧三个指示灯循环点亮;

  ③左转弯时,左侧三个指示灯循环点亮;

  ④汽车倒车或临时刹车时,所有指示灯按CP信号同步闪烁。

  2)在Quartus II软件平台上建立计数器电路的顶层电路文件并完成编译和仿真

  3)信号说明

  输入信号:时钟CLK(CP),直接清零CLR,控制模式A1、A0。

  输出信号:汽车尾部左、右两侧共有6个输出信号,即L2、L1、L0及R2、R1、R0。

  2 总体设计

  2.1 结合控制电路在汽车尾灯的功能要求,将其转化为功能表

  2.2 设计汽车尾灯控制电路框图和环形计数器状态图

  汽车尾灯控制电路框图由三部分组成,即4/2线优先编码器、环形计数器和组合逻辑电路。根据控制模式A1、A0组合逻辑电路,并结合功能完成输出逻辑函数的结合。

  3 仿真

  当13为高电平时,六个小灯全部点亮。当只有12为高电平时,L0、L1、L2循环点亮(即左转弯时,左侧三个指示灯循环点亮)。当只有13为高电平时,R0、R1、R2循环点亮(即右转弯时,右侧三个指示灯循环点亮)。

  4 验证

  如图4所示,为右转弯时。即只有13为高电平,右侧三个小灯循环点亮。

  5 总结

  本设计采用VHDL硬件描述语言文本输入方式,在确定总体预期实现功能前提下,在满足设计需求前提下分层次进行描述。顺序执行的模式利用FPGA打破,能在每个时钟周期能完成更多的处理任务。且不使用FPGA操作系统,专注于每一项任务的确定性硬件拥有并执行,可减少稳定性方面出现问题的可能。利用FPGA实现汽车尾灯控制器将更加满足未来行业发展需要。

  参考文献:

  [1]吴银凤,邝先验,王晓燕.基于FPGA的汽车尾灯控制电路设计与实现[J].集成电路应用,2005(12):39-40,33.

  [2]王彦博,曾健,张哲,等.基于FPGA的汽车尾灯控制电路[Jl_电脑知识与技术,2019,15(7):246-247.

  [3]郭浩.基于FPGA的数字加速度计设计[D].西安:西安电子科技大学,2018.

  [4]曾健,苏岩淇,李永康.等.基于FPGA的简易电子钟设计[Jl.电脑知识与技术,2019,15(6):250-251.

  [5]赵颖,李永康,苏岩淇,等.基于FPGA的简易电子钟[J].电脑知识与技术,2019,15(10):206-207.

  【通联编辑:唐一东】

  作者简介:王妍(1999-)女,辽宁朝阳人,大连理工大学城市学院2017级电子信息工程专业,本科在读主要从事电子产品开发研究;通讯作者:王颖(1979-)女,辽宁朝阳人,硕士研究生,大连理工大学工程实践中心高级实验师,主要从事嵌入式FP-GA系统开发研究。

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