FPGA下的汽車尾燈控制電路設(shè)計
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摘要：本文利用fpga系統(tǒng)將原來的編程語言由VHDL改為Verilog語言，實現(xiàn)了用LED燈模擬汽車尾燈右轉(zhuǎn)彎、左轉(zhuǎn)彎、倒車、尾燈亮滅的功能，具有可靠性高、可信度高、連線簡單、操作簡單且編程簡單等優(yōu)勢。仿真實現(xiàn)以及下載實現(xiàn)表明，實際輸出結(jié)果能夠滿足設(shè)計要求。
關(guān)鍵詞：FPGA；汽車尾燈；Verilog
引言
近年來，汽車行業(yè)迅速發(fā)展，汽車的各種性能越來越高端化、智能化[1-2]。FPGA技術(shù)日漸成熟，具有工作穩(wěn)定、運行速度快、成本低、可靠性高等優(yōu)點，既解決了定制電路存在的問題，又克服了原有可編程器件門電路數(shù)有限的缺點，擁有廣闊的發(fā)展前景，可以更好地滿足未來市場的需求。
1總體設(shè)計
根據(jù)汽車尾燈控制電路的功能要求，將其轉(zhuǎn)化為功能表，如表1所示。環(huán)形計數(shù)器狀態(tài)如圖1所示。
2程序設(shè)計中間變量
A作為控制模式組合邏輯電路（4/2線編碼器），將A[1]、A[0]分別置為高電平和低電平，根據(jù)A[1]和A[0]的邏輯關(guān)系，可以看出代碼的運行結(jié)果：右轉(zhuǎn)是3個指示燈并未亮，左轉(zhuǎn)是3個指示燈循環(huán)點亮，反之發(fā)出右轉(zhuǎn)彎的指示。
3仿真實現(xiàn)
根據(jù)圖2可以看出，I3為倒車或者臨時剎車指令，I2為左轉(zhuǎn)指令，I1為右轉(zhuǎn)指令。當(dāng)I3置為高電平時，I1、I2置為低電平，發(fā)出倒車或者臨時剎車的指令，R2、R1、R0、L2、L1、L0全部點亮。當(dāng)I2置為高電平，I1、I3置為低電平時，發(fā)出左轉(zhuǎn)指令，L2、L1、L0循環(huán)點亮，R2、R1、R0全部熄滅。當(dāng)I1置為高電平，I2、I3置為低電平時，發(fā)出右轉(zhuǎn)指令，R2、R1、R0循環(huán)點亮，L2、L1、L0全部熄滅。
4下載實現(xiàn)
在QuartusII軟件平臺上，首先建立汽車尾燈控制電路的頂層文件，然后進(jìn)行編譯和仿真，以上步驟均成功后進(jìn)行下載。如圖3所示，板子上的LEDRed[0][1][2][3][4][5]用于模擬汽車尾燈，LEDRed[0][1][2]用于模擬汽車左轉(zhuǎn)尾燈，LEDRed[3][4][5]用于模擬汽車右轉(zhuǎn)尾燈。PIN_N2接50MHz分頻，Key[0]、Key[1]、Key[2]是機械開關(guān)，分別模擬右轉(zhuǎn)彎、左轉(zhuǎn)彎、倒車或臨時剎車的指示命令。按下Key[2]，LEDRed[0][1][2][3][4][5]全亮，按下Key[0]，LEDRed[3][4][5]循環(huán)點亮，LEDRed[0][1][2]全滅，按下Key[1]，LEDRed[0][1][2]循環(huán)點亮，LEDRed[3][4][5]全部熄滅，與圖3結(jié)果相吻合，達(dá)到本次設(shè)計要求。
5驗證
根據(jù)表2可知，當(dāng)A[1]A[0]都置0即低電平輸入時，汽車執(zhí)行正常行駛命令，汽車尾燈全部熄滅。A[1]A[0]分別為高電平、低電平輸入時，汽車執(zhí)行左轉(zhuǎn)彎命令，汽車3個左轉(zhuǎn)尾燈全亮且循環(huán)點亮，3個右轉(zhuǎn)尾燈全部熄滅。A[1]A[0]分別以低電平、高電平輸入時，汽車執(zhí)行右轉(zhuǎn)彎命令，汽車3個右轉(zhuǎn)尾燈全亮且循環(huán)點亮，3個左轉(zhuǎn)尾燈全部熄滅。A[1]A[0]全以高電平輸入時，汽車執(zhí)行倒車或者臨時剎車命令，汽車6個尾燈全部點亮亮。實際輸出結(jié)果達(dá)到設(shè)計要求。
6結(jié)語
通過驗證發(fā)現(xiàn)，當(dāng)發(fā)出右轉(zhuǎn)彎、左轉(zhuǎn)彎、倒車或者剎車的命令時，利用FPGA系統(tǒng)實現(xiàn)了用開發(fā)板上的LED燈模擬相應(yīng)的汽車尾燈亮滅情況。此次設(shè)計能夠滿足設(shè)計需求，同時也利用了FPGA系統(tǒng)實現(xiàn)汽車尾燈控制，能夠滿足未來汽車行業(yè)發(fā)展需求，同時也擁有廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)
[1]王妍,張慧敏,田仁鳳,等.基于FPGA的汽車尾燈控制電路設(shè)計[J].電腦知識與技術(shù),2020,16(21):197-198.
[2]涂文元.基于EDA技術(shù)的汽車尾燈控制電路設(shè)計[J].湖北農(nóng)機化,2018(10):46.
作者：任可心 王穎 單位：大連理工大學(xué)城市學(xué)院