1、汽车尾灯控制电路一、设计任务 （一）系统功能汽车尾灯控制电路是很常用的工作电路，在日常的生活中有着很广泛的应用。汽车行驶时，会出现正常行驶、左转弯、右转弯、刹车、倒车五种情况，针对这五种情况可以设计出汽车尾灯的控制电路来表示这五种状态。根据以上所述，应用数字电子技术的知识，设计一款汽车尾灯控制系统，该系统中：1、假设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二极管模拟）；2、汽车正常运行时指示灯全灭；3、汽车左转弯时，左侧3个指示灯按左循环顺序点亮，汽车右转弯时，右侧3个指示灯按右循环顺序点亮，临时刹车和倒车时所有指示灯同时亮。4、倒车时播放语音警告5、设置两个可控制的开关，可产生00、01、10
2、、11四种状态开关置为00状态时，表示汽车处于正常运行状态。开关置为01状态时，表示汽车处于右转弯状态。开关置为10状态时，表示汽车处于左转弯状态。开关置为11状态时，表示汽车处于刹车状态。另设一开关表示汽车运行状态，0表示向前运行，1表示向后倒车。（二） 汽车尾灯控制电路设计任务1、系统框图与原理图设计2、系统电路原理EDA设计与仿真3、系统电路的PCB印制板设计4、硬件调试（三）EDA仿真实验条件要求实验板仿真芯片用Altera Cyclone系列的1C6 240-pin TQFP可编程逻辑芯片。大部分仿真用计算机软件QuartusII9.0来完成，当认为运行比较理想时，要按照后文的管脚定
3、义，分配好管脚，编译成可下载的文件，下载到实验板上。要求能够实现主体功能，实验结果存在的问题，要在报告中分析其原因。二、实际设计（一）、系统框图与原理图设计该系统的内部控制主要由个模块构成，分别为：状态开关、控制器、倒车警告电路及二极管电路。系统原理框图如下：1、状态开关共由3个开关组成，一个开关控制汽车运行方向，其余两个开关表示汽车运行状态。2、控制器为写入程序的Altera Cyclone系列的1C6 240-pin TQFP FPGA芯片，由它根据输入的开关状态控制相应的输出信号。3、尾灯发光二极管是由6个二极管分成两组构成的电路，模拟汽车尾部的左右尾灯。4、倒车报警电路是由语音芯片WT
4、V020构成，当汽车倒车时控制器输出相应信号使该报警电路工作。(二)系统原理EDA设计与仿真1、EDA软件和硬件环境EDA软件为Modelsim和QuartusII，硬件环境为友晶公司Trex_C1开发板。状态开关 控制器 倒车警告电路尾灯发光二极管2、verilog编程设计本设计才用verilog语言编写了含有4个状态的状态机，四个状态分别对应正常行驶、左转、右转和紧急刹车，在左转和右转状态中利用verilog模拟移位寄存器对输出信号移位处理得到信号灯循环闪亮的效果，具体设计原理图如下：程序代码：timescale 1ns/100psmodule carled(clk,sw_in,led_l
5、eft,led_right,state);input clk;input 1:0 sw_in;output 1:0 state;output 2:0 led_left;output 2:0 led_right;reg 2:0 led_left;reg 2:0 led_right;状态0(正常行驶)状态1（右转）状态2（左转）状态3（紧急刹车）控制开关移位寄存器 移位寄存器左侧尾灯 右侧尾灯reg 31:0 count;reg 31:0temp1;reg 31:0temp2;parameter1:0s0=2b00,s1=2b01,s2=2b10,s3=2b11;reg 1:0 state;alw
6、ays(sw_in)case (sw_in)2b00:state=s0;2b01:state=s1;2b10:state=s2;2b11:state=s3;endcasealways(state or clk)case(state)s0:beginled_left2:0=3b0;led_right2:0=3b0;temp1=0;temp2=0;ends1:beginled_left2:0=3b000; /initialif(temp1=0)led_right2:0=3b100;else led_right2:0=led_right0,led_right2:1;temp1=temp1+1;end
7、 /s2:beginled_right2:0=3b000;if(temp2=0)led_left2:0=3b001;elseled_left2:0=led_left1:0,led_left2;temp2=temp2+1;end s3:beginled_left2:0=3b111;led_right2:0=3b111;temp1=0;temp2=0;endendcaseendmoduletestbanch代码：timescale 1ns/100psmodule carled_tb;reg 1:0 sw_in;wire 2:0 led_left;wire 2:0 led_right;wire 1:
8、0 state;reg clk;carled carled_inst(clk,sw_in,led_left,led_right,state);initial beginclk=1b0;endinitial beginforever #1clk=clk;endinitial beginsw_in=2b00;#5 sw_in=2b01;#5 sw_in=2b10;#5 sw_in=2b11;#5 $stop;endEndmodule3、ModelSim系统仿真:ModelSim编译结果：ModelSim波形仿真结果:仿真结果分析：sw_in1:0代表汽车状态控制开关，led_left2:0表示汽车
9、左尾灯，led_right2:0表示汽车右尾灯，state表示汽车状态，clk为时钟信号。当汽车控制开关为00时，汽车处于正常运行状态，左右尾灯都是000。当控制开关sw_in1:0变为01时，汽车状态state变为01，汽车处于右转状态，右尾灯随时钟信号循环右移闪亮。当控制开关sw_in1:0变为10时，汽车状态state变为 10汽车左转，左尾灯随时钟信号循环左移闪亮。当sw_in1:0变为11时，左右尾灯全部亮。波形仿真时选择时钟周期为1ns，汽车尾灯移位周期为1个时钟周期，实际应用时可根据时钟频率调节尾灯移位周期为多个时钟周期。4、由Verilog源代码生成RTL级电路：4、Quart
10、us II设计验证：Quartus II 编译结果：将生成的文件通过JTAG方式下载到Trex C1开发板中：开发板引脚分配： 名称 引脚号 接口 名称 引脚号 接口sw_in0 Pin 14 KEY0 led_left0 Pin 50 LED0sw_in1 Pin 13 KEY1 led_left1 Pin 11 LED1led_right0 Pin 193 LED3 led_left2 Pin 228 LED2led_right1 Pin 170 LED4 clk Pin 28 OSC_50led_right2 Pin 131 LED5测试结果：当KEY0,KEY1均未按下时，6个LED均不发亮，当按下KEY0时，LED3:5依次向右循环闪亮，当按下KEY1时，LED0:2依次向左循环闪亮。当同时按下KEY0:1时，6个LED灯同时亮。
