辽宁工程技术大学。
集成电路eda技术课程设计报告。
题目汽车尾灯控制电路的设计
指导教师李书艳。
院（系、部电子与信息工程学院
专业班级电子09-2
学号0906040211
姓名刘菊。日期2024年6月12日
第一章设计要求。
1.1 设计的目的。
本次设计的目的就是通过实践深入理解计算机组成原理，了解eda技术[2]并掌握vhdl硬件描述语言的设计方法和思想。以计算机组成原理为指导，通过学习的vhdl语言结合电子电路的设计知识理论联系实际，掌握所学的课程知识和基本单元电路的综合设计应用。通过对实用汽车尾灯控制器[3]的设计，巩固和综合运用所学知识，提高ic设计能力，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力。
1.2 设计的基本内容。
根据计算机中状态机原理，利用vhdl设计汽车尾灯控制器的各个模块，并使用eda 工具对各模块进行**验证。汽车尾灯控制器的设计分为4个模块：时钟分频模块、汽车尾灯主控模块，左边灯控制模块和右边灯控制模块。
把各个模块整合后就形成了汽车尾灯控制器。通过输入系统时钟信号和相关的汽车控制信号，汽车尾灯将正确显示当前汽车的控制状态。
第二章汽车尾灯控制器的设计过程。
2.1系统需求分析。
根据设计要求，汽车尾灯控制电路应实现以下四点要求：
1、汽车尾部左、右各3个尾灯，当汽车往前行驶时，6个灯全灭；
2、当汽车转弯时，如果右转弯，则右边的3个尾灯从左至右顺序亮灭，左边3个灯全灭；
3、如果左转弯，则左边的3个尾灯从右至左顺序亮灭，右边3个灯全灭；
4、当停车时，6个尾灯同时明、暗闪烁。
5、夜间行驶时6个尾灯全亮。
2.2汽车尾灯控制电路的工作原理。
汽车尾灯控制器就是一个状态机的实例。当汽车正常行驶时所有指示灯都不亮；当汽车向右转弯时，汽车右侧的指示灯rd1亮；当汽车向左侧转弯时，汽车左侧的指示灯ld1亮；当汽车刹车时，汽车右侧的指示灯rd2和汽车左侧的指示灯ld2同时亮；当汽车在夜间行驶时，汽车右侧的指示灯rd3和汽车左侧的指示灯ld3同时一直亮。通过设置系统的输入信号：
系统时钟信号clk，汽车左转弯控制信号left，汽车右转弯控制信号right，刹车信号brake，夜间行驶信号night和系统的输出信号：汽车左侧3盏指示灯ld1、ld2、ld3和汽车右侧3盏指示灯rd1、rd2、rd3实现以上功能。
系统设计整体框图如下图1所示：
图1 系统设计整体框图。
系统的整体组装设计原理如附录1所示。
2.3各组成模块原理及程序。
汽车尾灯控制器有4个模块组成，分别为：时钟分频模块、汽车尾灯主控模块，左边灯控制模块和右边灯控制模块，以下介绍各模块的详细设计。
2.3.1时钟分频模块。
整个时钟分频模块的工作框图如图2所示。
图2 时钟分频模块工作框图。
时钟分频模块由vhdl程序来实现，如附录2-2所示。
2.3.2 汽车尾灯主控模块。
汽车尾灯主控模块工作框图如图3所示。
图3 主控模块工作框图。
汽车尾灯主控模块由vhdl程序来实现，如附录2-1所示：
2.3.3左边灯控制模块
左边灯控制模块的工作框图如图4所示。
图4 左边灯控制模块的工作框图。
左边灯控制模块由vhdl程序来实现，如附录2-4所示。
2.3.4右边灯控制模块。
右边灯控制模块的工作框图如图5所示。
图5 右边灯控制模块的工作框图。
右边灯控制模块由vhdl程序来实现，如附录2-3所示。
第三章系统**。
3.1分频模块**及分析。
分频模块由vhdl程序实现后，其**图如图6所示。
图6 分频模块**图。
3.2汽车尾灯主控模块**及分析。
汽车尾灯主控模块由vhdl程序实现后，其**图如图7所示。
图7 主控模块时序**图。
对时序**图进行分析：right，left,night,brake 为输入信号，right为1表示右转，left为1表示左转，night为1表示夜间行路，brake为1表示刹车。rp,lp,night_led,brake_led为输出信号。
如图所示：当right为1时，产生一个rp为1的信号脉冲输出，当left为1时，产生一个lp为1的信号脉冲输出，当night为1时，产生一个night_led为1的信号脉冲输出。当brake为1时，产生一个brake_led为1的信号脉冲输出。
3.3左边灯控制模块**及分析。
左边灯控制模块由vhdl程序实现后，其**图如图8所示。
图8 左边灯控制模块时序**图。
对时序**图进行分析：lp，lr,night,brake 为输入信号，lp为1表示左转，lr为1表示右转，night为1表示夜间行路，brake为1表示刹车。ledl,ledb,ledn为输出信号，表示汽车左侧的三盏灯。
如图所示：当lp为1时，ledl输出为1表示左侧灯亮，当brake为1时，ledb输出为1表示左侧灯亮，当night为1时，ledn输出为1表示左侧灯亮。当lr为1时，左侧三盏灯输出均为0。
即没有灯亮。
3.4右边灯控制模块**及分析。
右边灯控制模块由vhdl程序实现后，其**图如图9所示。
图9 右边灯控制模块时序**图。
对时序**图进行分析：rp，lr,night,brake 为输入信号，lr为1表示左转，rp为1表示右转，night为1表示夜间行路，brake为1表示刹车。ledr,ledb,ledn为输出信号，表示汽车右侧的三盏灯。
如图所示：当rp为1时，ledr输出为1表示右侧灯亮，当brake为1时，ledb输出为1表示右侧灯亮，当night为1时，ledn输出为1表示右侧灯亮。当lr为1时，右侧三盏灯输出均为0。
即没有灯亮。
第四章心得体会。
通过这几天的努力，完成了我的课程设计任务——汽车尾灯控制电路的设计。通过本次课程设计的学习，我深深的体会到设计课的重要性和目的性。本次课程设计不仅仅培养了我们实际操作能力，也培养了我们灵活运用课本知识，理论联系实际，独立自主的进行设计的能力。
它不仅仅是一个学习新知识新方法的好机会，同时也是对我所学知识的一次综合的检验和复习，使我明白了自己的缺陷所在，从而查漏补缺。希望学校以后多安排一些类似的实践环节，让同学们学以致用。
谢谢老师指导！
参考文献。1] （美）拉拉（lala,现代数字设计与vhdl.北京：电子工业出版社，2010.7
2] 潘松。eda技术实用教程。北京：科学出版社，2010
附录1附录2
1、主控模块。
library ieee;
use entity liujuone is
port (left,right,brake,night: in std_logic;
lp,rp,lr,brake_led,night_led:out std_logic);
end liujuone;
architecture art of liujuone is
begin
night_led<=night;
brake_led<=bake;
process(left,right)
variable temp:std_logic_vector(1 downto 0);
begintemp:=left & right;
case temp is
when "00" =lp<='0';rp<='0';lr<='0';
when "01" =lp<='0';rp<='1';lr<='0';
when "10" =lp<='1';rp<='0';lr<='0';
when others=>lp<='0';rp<='0';lr<='1';
end case;
end process;
end art;
2、时钟分频模块。
library ieee;
use use
entity liujutow is
port(clk:in std_logic;
cp:out std_logic);
end liujutow;
architecture art of liujutow is
signal count:std_logic_vector(7 downto 0);
beginprocess(clk)
beginif clk'event and clk = 1'then
count <=count + 1;
end if;
end process;
cp<= count(3);
end art;
3、右边灯控制模块。
library ieee;
use entity liujurled is
port(clk,rp,lr,brake,night:in std_logic;
ledr,ledb,ledn: out std_logic);
end liujurled;
architecture art of liujurled is
begin
ledb<=brake;
ledn<=night;
process(clk,rp,lr)
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