基于FPGA的汽车尾灯控制电路设计

王妍 张慧敏 田仁凤 王颖

摘要：汽车尾灯控制电路为了实现左转弯、右转弯、汽车倒车或刹车时指示灯的点亮功能，以FPGA为基础，利用Verilog语言编程。包含了分频模块、按键模块，通过指示灯的变化来实现汽车在上述四种情况的车灯闪烁。分析汽车尾灯控制电路设计构思，采用硬件描述语言和FPGA實现汽车尾灯控制电路的设计，有着线路简单、可编程性、可靠性高等特点，并结果验证通过仿真来进行。

关键词：FPGA;汽车尾灯;VHDL

中图分类号：TP391 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）21-0197-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

电子系统的设计技术和工具的深刻变化，伴随着集成电路工艺技术的高速发展，当前汽车行业发展迅速，汽车的性能也越来越高端，智能化，针对汽车尾灯控制器，本文将介绍一种基于FPGA实现汽车尾灯控制的系统。FPGA作为当前高速发展的技术，其具有工作稳定，运行速度快，还有可编程性、门阵列的高逻辑密度和高可靠性、等好处。在进行产品开发时利用上它，不仅降低成本、研发周期短、可靠性高，只是产权更具完全性。利用FPGA实现汽车尾灯控制器将更加满足未来行业发展需要。

1 设计需求

1）假设汽车尾部左、右两侧各有三个指示灯（用发光二极管模拟），实现以下控制功能

①正常行驶时指示灯全灭;

②右转弯时，右侧三个指示灯循环点亮;

③左转弯时，左侧三个指示灯循环点亮;

④汽车倒车或临时刹车时，所有指示灯按CP信号同步闪烁。

2）在Quartus II软件平台上建立计数器电路的顶层电路文件并完成编译和仿真

3）信号说明

输入信号：时钟CLK（CP），直接清零CLR，控制模式A1、A0。

输出信号：汽车尾部左、右两侧共有6个输出信号，即L2、L1、L0及R2、R1、R0。

2 总体设计

2.1 结合控制电路在汽车尾灯的功能要求，将其转化为功能表

2.2 设计汽车尾灯控制电路框图和环形计数器状态图

汽车尾灯控制电路框图由三部分组成，即4/2线优先编码器、环形计数器和组合逻辑电路。根据控制模式A1、A0组合逻辑电路，并结合功能完成输出逻辑函数的结合。

3 仿真

当13为高电平时，六个小灯全部点亮。当只有12为高电平时，L0、L1、L2循环点亮（即左转弯时，左侧三个指示灯循环点亮）。当只有13为高电平时，R0、R1、R2循环点亮（即右转弯时，右侧三个指示灯循环点亮）。

4 验证

如图4所示，为右转弯时。即只有13为高电平，右侧三个小灯循环点亮。

5 总结

本设计采用VHDL硬件描述语言文本输入方式，在确定总体预期实现功能前提下，在满足设计需求前提下分层次进行描述。顺序执行的模式利用FPGA打破，能在每个时钟周期能完成更多的处理任务。且不使用FPGA操作系统，专注于每一项任务的确定性硬件拥有并执行，可减少稳定性方面出现问题的可能。利用FPGA实现汽车尾灯控制器将更加满足未来行业发展需要。

参考文献：

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【通联编辑：唐一东】

作者简介：王妍（1999-）女，辽宁朝阳人，大连理工大学城市学院2017级电子信息工程专业，本科在读主要从事电子产品开发研究;通讯作者：王颖（1979-）女，辽宁朝阳人，硕士研究生，大连理工大学工程实践中心高级实验师，主要从事嵌入式FP-GA系统开发研究。