基于FPGA的汽车尾灯控制电路

王彦博 曾健 张哲 段品凡 郭昭利 刘丽娟

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。

关键詞：FPGA；Verilog

中图分类号：TP393 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）07-0246-02

在当今21世纪，交通变得越来越发达，汽车行业也蒸蒸日上，许多人都拥有了自己的私人轿车，在如此发达的基础上，随之而来的就是大量的交通事故的发生为了避免，指示灯变得尤为重要，而尾灯更是重中之重。

1 原理

FPGA（Field-Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PLA、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。

分频，受外部周期信号激励的震荡，其频率恰为激励信号频率的纯分数。实现分频的电路或装置称为“分频器。”

按键模块，把按键的电路整合起来，只需要连接对应的功能口并且通过软件进行处理。

2 整体设计

如图1所示。

3 详细设计

3.1 设计内容

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。

3.2 设计原理

汽车尾灯控制电路框由三部分组成，即4/2线优先编码器、环形计数器和组合逻辑电路。环形计数器的状态图如图1所示。组合逻辑电路根据控制模式A1、A0，并结合功能真值表完成输出逻辑函数的组合。

3.3 流程图

3.4 框图顶层文件

如图3所示。

3.5.仿真

如图4所示。

当输入信号I3、I2、I1中只要有一个高电平（I3优先级别最高），即可实现相应的逻辑功能；如果输入信号I3、I2、I1都为低电平时，输出变量全为0，即尾灯灭。

4 验证

如图5—图7，和表1所示。

5 总结

本次设计中用到了FPGA与Verilog的知识，在不断地发现错误与改正错误中对其功能有了更深的理解。电路主要是由按键模块、分频模块、主控电路来完成，并通过开发板的指示灯亮灭来观察实验结果，发现并无错误，完美地实现了基于FPGA的汽车尾灯控制电路的功能。

参考文献：

[1] 陈赜，邹道胜，朱如琪.CPLD/FPGA与ASIC设计实践教程[M].2版.北京：科学出版社，2010.

【通联编辑：唐一东】