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EDA技术中汽车尾灯控制电路设计

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摘要:本文基于EDA技术,利用QuartusII软件开发平台,结合VHDL语言,在FPGA芯片上实现的汽车尾灯控制电路。经过在QuartusII软件中的仿真及实验系统上的验证,该控制电路符合设计要求,为相关研究提供了必要的参考和借鉴意义。

关键词:EDA技术;VHDL语言;QuartusII软件;汽车尾灯控制电路

EDA技术的发展打破了软硬件之间的设计界限,这已成为现代电子系统设计的发展趋势。VHDL语言可用简洁明了的代码实现复杂的逻辑电路设计,在电子设计领域已被广泛使用。本文将VHDL文本输入和图形输入2种方式混合使用,实现汽车尾灯控制电路的设计。

1汽车尾灯控制电路的设计要求用

6个发光二极管模拟6个汽车尾灯(左、右各3个),用2个开关模拟转弯控制信号(1个开关控制右转弯,另1个开关控制左转弯)。当汽车往前行驶时,6个灯全灭。当汽车转弯时,若右转弯,右边3个尾灯从左到右循环点亮,左边3个灯全灭;若左转弯,左边3个尾灯从左到右循环点亮,右边3个灯全灭;当汽车需要停车或刹车时,6个尾灯同时点亮。根据设计要求,把整个汽车尾灯电路分成3个模块来设计,分别是运行状态控制模块、左尾灯控制模块以及右尾灯控制模块。

2汽车尾灯控制电路各功能模块和顶层设计

2.1运行状态控制模块运行状态控制模块:该模块通过对左、右转输入信号的判断来确认汽车的工作状态(如:左转、右转、刹车和正常行驶),然后输出相应的控制信号给左尾灯控制模块和右尾灯控制模块。如图1中KONG模块所示,LEFT、RIGHT分别表示左转、右转输入,LEFT、RIGHT都有效时则表示刹车,对应的输出引脚LFT、RIT、LR分别表示左转有效、右转有效和刹车有效。

2.2左尾灯控制模块该模块通过对运行状态控制模块的输出信号进行判断,从而控制3个左尾灯的工作状态。如图1中LFTA模块所示,CLK:时钟信号,EN:左转使能信号,LR:刹车使能信号,L2、L1、L0:汽车左边的3个尾灯控制信号。

2.3右尾灯控制模块该模块通过对运行状态控制模块的输出信号进行判断,从而控制3个右尾灯的工作状态。如图1中RITA模块所示,CLK:时钟信号,EN:右转使能信号,LR:刹车使能信号,R2、R1、R0:汽车右边的3个尾灯控制信号。

2.4顶层电路设计如图1所示:把状态运行控制模块,左尾灯控制模块,右尾灯控制模块和部分门电路连在一起构成顶层设计。图1顶层设计原理图仿真结果如图2,当LEFT为高电平时,表示汽车左转,则L0、L1和L2循环变为高电平。RIGHT为高电平时,表示汽车右转,则R0、R1和R2循环变为高电平。LEFT和RIGHT同为高电平时,表示汽车刹车,左转灯L0、L1、L2和右转灯R0、R1、R2同时点亮。图2顶层仿真图3结束语本文基于EDA技术,结合VHDL硬件描述语言,在QuartusII9.0软件平台上,通过层次化的设计方法,设计了汽车尾灯控制电路。经在QuartusII9.0软件上仿真验证和杭州康芯电子有限公司生产的GW48EDA/SOPC实验开发系统下载验证,该设计符合汽车尾灯控制电路的功能要求。

参考文献:

[1]潘松,黄继业.EDA技术使用教程[M].北京:科学出版社,2018.

[2]张庆玲,杨勇.FPGA原理与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.

[3]王彩凤.VHDL语言在电子设计中的应用[J].实验科学与技术,2014(4).

作者:涂文元 单位:闽江学院物理与电子信息工程学院

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