基于FPGA的汽車尾燈控制電路

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左轉彎、右轉彎、汽車倒車或剎車時指示燈的點亮功能，以FPGA為基礎，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汽車在上述四種情況的車燈閃爍。

關鍵詞：FPGA；Verilog

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）07-0246-02

在當今21世紀，交通變得越來越發達，汽車行業也蒸蒸日上，許多人都擁有了自己的私人轎車，在如此發達的基礎上，隨之而來的就是大量的交通事故的發生為了避免，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），即現場可編程門陣列，它是在PLA、GAL、CPLD等可編程器件的基礎上進一步發展的產物。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數。實現分頻的電路或裝置稱為“分頻器。”

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

2 整體設計

如圖1所示。

3 詳細設計

3.1 設計內容

假設汽車尾部左、右兩側各有三個指示燈（用發光二極管模擬），實現以下控制功能：

①正常行駛時指示燈全滅；

②右轉彎時，右側三個指示燈循環點亮；

③左轉彎時，左側三個指示燈循環點亮；

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 設計原理

汽車尾燈控制電路框由三部分組成，即4/2線優先編碼器、環形計數器和組合邏輯電路。環形計數器的狀態圖如圖1所示。組合邏輯電路根據控制模式A1、A0，并結合功能真值表完成輸出邏輯函數的組合。

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。

當輸入信號I3、I2、I1中只要有一個高電平（I3優先級別最高），即可實現相應的邏輯功能；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

本次設計中用到了FPGA與Verilog的知識，在不斷地發現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，并通過開發板的指示燈亮滅來觀察實驗結果，發現并無錯誤，完美地實現了基于FPGA的汽車尾燈控制電路的功能。

參考文獻：

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

【通聯編輯：唐一東】