王彥博 曾健 張哲 段品凡 郭昭利 劉麗娟

摘要：汽車尾燈控制電路為了實現(xiàn)左轉(zhuǎn)彎、右轉(zhuǎn)彎、汽車倒車或剎車時指示燈的點亮功能，以FPGA為基礎(chǔ)，利用Verilog語言編程。包含了分頻模塊、按鍵模塊，通過指示燈的變化來實現(xiàn)汽車在上述四種情況的車燈閃爍。

關(guān)鍵詞：FPGA；Verilog

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）07-0246-02

在當(dāng)今21世紀(jì)，交通變得越來越發(fā)達(dá)，汽車行業(yè)也蒸蒸日上，許多人都擁有了自己的私人轎車，在如此發(fā)達(dá)的基礎(chǔ)上，隨之而來的就是大量的交通事故的發(fā)生為了避免，指示燈變得尤為重要，而尾燈更是重中之重。

1 原理

FPGA（Field-Programmable Gate Array），即現(xiàn)場可編程門陣列，它是在PLA、GAL、CPLD等可編程器件的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展的產(chǎn)物。既解決了定制電路的不足，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點。

分頻，受外部周期信號激勵的震蕩，其頻率恰為激勵信號頻率的純分?jǐn)?shù)。實現(xiàn)分頻的電路或裝置稱為“分頻器?！?/p>

按鍵模塊，把按鍵的電路整合起來，只需要連接對應(yīng)的功能口并且通過軟件進(jìn)行處理。

2 整體設(shè)計

如圖1所示。

3 詳細(xì)設(shè)計

3.1 設(shè)計內(nèi)容

假設(shè)汽車尾部左、右兩側(cè)各有三個指示燈（用發(fā)光二極管模擬），實現(xiàn)以下控制功能：

①正常行駛時指示燈全滅；

②右轉(zhuǎn)彎時，右側(cè)三個指示燈循環(huán)點亮；

③左轉(zhuǎn)彎時，左側(cè)三個指示燈循環(huán)點亮；

④汽車倒車或臨時剎車時，所有指示燈按CP信號同步閃爍。

3.2 設(shè)計原理

汽車尾燈控制電路框由三部分組成，即4/2線優(yōu)先編碼器、環(huán)形計數(shù)器和組合邏輯電路。環(huán)形計數(shù)器的狀態(tài)圖如圖1所示。組合邏輯電路根據(jù)控制模式A1、A0，并結(jié)合功能真值表完成輸出邏輯函數(shù)的組合。

3.3 流程圖

3.4 框圖頂層文件

如圖3所示。

3.5.仿真

如圖4所示。

當(dāng)輸入信號I3、I2、I1中只要有一個高電平（I3優(yōu)先級別最高），即可實現(xiàn)相應(yīng)的邏輯功能；如果輸入信號I3、I2、I1都為低電平時，輸出變量全為0，即尾燈滅。

4 驗證

如圖5—圖7，和表1所示。

5 總結(jié)

本次設(shè)計中用到了FPGA與Verilog的知識，在不斷地發(fā)現(xiàn)錯誤與改正錯誤中對其功能有了更深的理解。電路主要是由按鍵模塊、分頻模塊、主控電路來完成，并通過開發(fā)板的指示燈亮滅來觀察實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)并無錯誤，完美地實現(xiàn)了基于FPGA的汽車尾燈控制電路的功能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳賾，鄒道勝，朱如琪.CPLD/FPGA與ASIC設(shè)計實踐教程[M].2版.北京：科學(xué)出版社，2010.

【通聯(lián)編輯：唐一東】