FPGA下的汽車尾燈控制電路設計

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摘要：本文利用fpga系統將原來的編程語言由VHDL改為Verilog語言，實現了用LED燈模擬汽車尾燈右轉彎、左轉彎、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勢。仿真實現以及下載實現表明，實際輸出結果能夠滿足設計要求。

關鍵詞：FPGA；汽車尾燈；Verilog

引言

近年來，汽車行業迅速發展，汽車的各種性能越來越高端化、智能化[1-2]。FPGA技術日漸成熟，具有工作穩定、運行速度快、成本低、可靠性高等優點，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有限的缺點，擁有廣闊的發展前景，可以更好地滿足未來市場的需求。

1總體設計

根據汽車尾燈控制電路的功能要求，將其轉化為功能表，如表1所示。環形計數器狀態如圖1所示。

2程序設計中間變量

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A[1]和A[0]的邏輯關系，可以看出代碼的運行結果：右轉是3個指示燈并未亮，左轉是3個指示燈循環點亮，反之發出右轉彎的指示。

3仿真實現

根據圖2可以看出，I3為倒車或者臨時剎車指令，I2為左轉指令，I1為右轉指令。當I3置為高電平時，I1、I2置為低電平，發出倒車或者臨時剎車的指令，R2、R1、R0、L2、L1、L0全部點亮。當I2置為高電平，I1、I3置為低電平時，發出左轉指令，L2、L1、L0循環點亮，R2、R1、R0全部熄滅。當I1置為高電平，I2、I3置為低電平時，發出右轉指令，R2、R1、R0循環點亮，L2、L1、L0全部熄滅。

4下載實現

在QuartusII軟件平臺上，首先建立汽車尾燈控制電路的頂層文件，然后進行編譯和仿真，以上步驟均成功后進行下載。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]用于模擬汽車左轉尾燈，LEDRed[3][4][5]用于模擬汽車右轉尾燈。PIN_N2接50MHz分頻，Key[0]、Key[1]、Key[2]是機械開關，分別模擬右轉彎、左轉彎、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]循環點亮，LEDRed[0][1][2]全滅，按下Key[1]，LEDRed[0][1][2]循環點亮，LEDRed[3][4][5]全部熄滅，與圖3結果相吻合，達到本次設計要求。

5驗證

根據表2可知，當A[1]A[0]都置0即低電平輸入時，汽車執行正常行駛命令，汽車尾燈全部熄滅。A[1]A[0]分別為高電平、低電平輸入時，汽車執行左轉彎命令，汽車3個左轉尾燈全亮且循環點亮，3個右轉尾燈全部熄滅。A[1]A[0]分別以低電平、高電平輸入時，汽車執行右轉彎命令，汽車3個右轉尾燈全亮且循環點亮，3個左轉尾燈全部熄滅。A[1]A[0]全以高電平輸入時，汽車執行倒車或者臨時剎車命令，汽車6個尾燈全部點亮亮。實際輸出結果達到設計要求。

6結語

通過驗證發現，當發出右轉彎、左轉彎、倒車或者剎車的命令時，利用FPGA系統實現了用開發板上的LED燈模擬相應的汽車尾燈亮滅情況。此次設計能夠滿足設計需求，同時也利用了FPGA系統實現汽車尾燈控制，能夠滿足未來汽車行業發展需求，同時也擁有廣闊的發展前景。

參考文獻

[1]王妍,張慧敏,田仁鳳,等.基于FPGA的汽車尾燈控制電路設計[J].電腦知識與技術,2020,16(21):197-198.

[2]涂文元.基于EDA技術的汽車尾燈控制電路設計[J].湖北農機化,2018(10):46.

作者：任可心 王穎 單位：大連理工大學城市學院