FPGA下的汽车尾灯控制电路设计

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摘要：本文利用fpga系统将原来的编程语言由VHDL改为Verilog语言，实现了用LED灯模拟汽车尾灯右转弯、左转弯、倒车、尾灯亮灭的功能，具有可靠性高、可信度高、连线简单、操作简单且编程简单等优势。仿真实现以及下载实现表明，实际输出结果能够满足设计要求。

关键词：FPGA；汽车尾灯；Verilog

引言

近年来，汽车行业迅速发展，汽车的各种性能越来越高端化、智能化[1-2]。FPGA技术日渐成熟，具有工作稳定、运行速度快、成本低、可靠性高等优点，既解决了定制电路存在的问题，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点，拥有广阔的发展前景，可以更好地满足未来市场的需求。

1总体设计

根据汽车尾灯控制电路的功能要求，将其转化为功能表，如表1所示。环形计数器状态如图1所示。

2程序设计中间变量

A作为控制模式组合逻辑电路（4/2线编码器），将A[1]、A[0]分别置为高电平和低电平，根据A[1]和A[0]的逻辑关系，可以看出代码的运行结果：右转是3个指示灯并未亮，左转是3个指示灯循环点亮，反之发出右转弯的指示。

3仿真实现

根据图2可以看出，I3为倒车或者临时刹车指令，I2为左转指令，I1为右转指令。当I3置为高电平时，I1、I2置为低电平，发出倒车或者临时刹车的指令，R2、R1、R0、L2、L1、L0全部点亮。当I2置为高电平，I1、I3置为低电平时，发出左转指令，L2、L1、L0循环点亮，R2、R1、R0全部熄灭。当I1置为高电平，I2、I3置为低电平时，发出右转指令，R2、R1、R0循环点亮，L2、L1、L0全部熄灭。

4下载实现

在QuartusII软件平台上，首先建立汽车尾灯控制电路的顶层文件，然后进行编译和仿真，以上步骤均成功后进行下载。如图3所示，板子上的LEDRed[0][1][2][3][4][5]用于模拟汽车尾灯，LEDRed[0][1][2]用于模拟汽车左转尾灯，LEDRed[3][4][5]用于模拟汽车右转尾灯。PIN_N2接50MHz分频，Key[0]、Key[1]、Key[2]是机械开关，分别模拟右转弯、左转弯、倒车或临时刹车的指示命令。按下Key[2]，LEDRed[0][1][2][3][4][5]全亮，按下Key[0]，LEDRed[3][4][5]循环点亮，LEDRed[0][1][2]全灭，按下Key[1]，LEDRed[0][1][2]循环点亮，LEDRed[3][4][5]全部熄灭，与图3结果相吻合，达到本次设计要求。

5验证

根据表2可知，当A[1]A[0]都置0即低电平输入时，汽车执行正常行驶命令，汽车尾灯全部熄灭。A[1]A[0]分别为高电平、低电平输入时，汽车执行左转弯命令，汽车3个左转尾灯全亮且循环点亮，3个右转尾灯全部熄灭。A[1]A[0]分别以低电平、高电平输入时，汽车执行右转弯命令，汽车3个右转尾灯全亮且循环点亮，3个左转尾灯全部熄灭。A[1]A[0]全以高电平输入时，汽车执行倒车或者临时刹车命令，汽车6个尾灯全部点亮亮。实际输出结果达到设计要求。

6结语

通过验证发现，当发出右转弯、左转弯、倒车或者刹车的命令时，利用FPGA系统实现了用开发板上的LED灯模拟相应的汽车尾灯亮灭情况。此次设计能够满足设计需求，同时也利用了FPGA系统实现汽车尾灯控制，能够满足未来汽车行业发展需求，同时也拥有广阔的发展前景。

参考文献

[1]王妍,张慧敏,田仁凤,等.基于FPGA的汽车尾灯控制电路设计[J].电脑知识与技术,2020,16(21):197-198.

[2]涂文元.基于EDA技术的汽车尾灯控制电路设计[J].湖北农机化,2018(10):46.

作者：任可心 王颖 单位：大连理工大学城市学院