用VHDL设计汽车尾灯控制器 基于FPGA的汽车尾灯控制器设计(VHDL)
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VHDL\u6211\u4e0d\u4f1a\uff0c\u8bbe\u8ba1\u90fd\u662f\u7528VERILOG\u5199\u7684\uff0c\u628a\u4eae\u706f\u7a0b\u5e8f\u5199\u6210\u4e00\u4e2aTASK\uff0c\u7136\u540eCASE\u3002\u3002\u3002\u8fd9\u6837OK\u4e86\u5427\u3002\u3002\u8bd5\u7740\u5199\u5199\uff0c\u4e0d\u96be\u7684\u3002\u3002
一 汽车尾灯控制电路设计内容及要求（一） 设计任务
设计一个汽车尾灯控制电路，汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二极管模拟），当在汽车正常运行时只是灯全灭；在右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮（R1—R1R2—R1R2R3—全灭—R1）时间间隔0.5S（采用一个2Hz的方波源）；在左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮（L1—L1L2—L1L2L3—全灭—L1）；在临时刹车或者检查尾灯是否正常时，所有指示灯同时点亮（R1R2R3L1L2L3点亮）；当汽车后退的时候所有尾灯循环点亮，当晚上行车的时候汽车尾灯最下一个灯一直点亮。
(二) 设计要求
1 汽车尾灯的控制电路的设计要求
汽车尾部左右两侧各有3个指示灯。当接通左转、右转、刹车和检查时，指示灯按照指定要求闪烁。
(1)当接通右转电键时，右侧的3个汽车尾灯（用发光二极管模拟）按照右循环的顺序依次点亮。
(2)当接通左转电键时，左侧的3个汽车尾灯按照左循环的顺序依次点亮。
(3)当接通刹车电键时，汽车所有的尾灯同时闪烁。
(4)当接通检查电键时，汽车所有的尾灯点亮。
分析以上设计任务，由于汽车左转弯、右转弯、刹车、倒车、晚上行车时，所有灯点亮的次序和是否点亮是不同的，所以用74138译码器对输入的信号进行译码，从而得到一个低电平输出，再由这个低电平控制一个计数器74161，计数器输出为高点评时就点亮不同的尾灯（这里用发光二极管模拟），从而控制尾灯按要求点亮。由此得出在每种运行状态下，各指示灯与给定条件间的关系，即逻辑功能表1所示，汽车尾灯控制电路设计总体框图如图1所示。
表1 汽车尾灯和汽车运行状态表
图1 汽车尾灯控制电路设计总体框图
二 电路的工作原理
经过以上所述的设计内容及要求的分析，可以将电路分为以下几部分：
首先，通过555定时器产生频率为1Hz的脉冲信号，该脉冲信号用于提供给D触发器和刹车时的输入信号。
3个D触发器用于产生三端输出的001、010、100的循环信号，此信号提供左转、右转的原始信号。
左转、右转的原始信号通过6个与门以及电键提供的高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右的3个汽车尾灯上。这部分电路起到信号分拣的作用。
分拣之后的信号通过或门，实现与刹车、检查电键信号的之间选择。最终得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需功能。
三 系统方案的选择
在设计本电路时，一共考虑过二种方案。这二种方案的不同点在于产生001、010、100三种信号的方法不同。下面简单的介绍一下这二种方案：
（一）方案一：该方案通过74LS160计数器构成能产生01、10、11三种状态循环的信号，然后再通过逻辑电路将其转换成所需的001、010、100三种左转或右转的信号。
设：74LS160输出的两位信号从高位到低位分别是B A，输出信号为Z Y X。
则 经过
的逻辑运算便可实现所需的功能。
电路图如下
图2 尾灯在闪烁时会出现不自然
但是该方案在模拟时发现，由于计数器的竞争冒险的存在，使得尾灯在闪烁时总会出现不自然的中间过程。
（二）方案二：该方案是由555脉冲电路产生频率为1Hz的脉冲信号来驱动74LS160S组成的计数器电路，由开关电路来控制74LS138组成的译码电路，由计数电路和译码电路一起控制显示驱动电路，从而控制尾灯的亮灭，555定时器产生的信号可以使尾灯快速闪亮，通过D触发器产生001、010、100的三种状态信号，此信号提供左转、右转的原始信号。
左转、右转的原始信号通过6个与门以及电键提供的高低电位信号，将原始信号分别输出到左、右的3个汽车尾灯上。这部分电路起到信号分拣的作用。
分拣之后的信号通过或门，实现与刹车、检查电键信号的之间选择。最终得到的信号即可输出到发光二极管上，实现所需功能。
方案二是本次设计中使用的方案，该方案的详细设计将在下面详细叙述。
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