基于FPGA的汽车信号灯

1、基于FPGA的汽车信号灯控制器设计小组成员谷良 顾冰 张文礼 李婷 对于汽车来说，信号灯就是它与其它车辆互相交流的工具。因此，利用信号灯实时的对车辆的各种操作进行预告，就可以避免很多不必要的事故。 本项目就是要利用FPGA来实现信号灯控制器的基本功能（左转向，右转向，刹车等）、信号灯的故障检测功能和停靠计时的功能。项 目 做 什 么项 目 做 什 么 虽然关于汽车信号灯控制器的设计已经有很多不同的版本，像利用纯粹的模拟电路、成本较低的单片机等等。但是现在的控制电路不仅仅是成本问题，纯粹的模拟电路虽然实时性好，但是稳定性差，而且功能也很单一。成本较低的单片机尽管可以弥补部分的不足，但在处理复杂的

2、问题方面还是不尽如人意。为 什 么 要 做 这 个 项 目 首先，FPGA比起单片机来运行速度加快，因为它内部的集成锁项环可以将外部的时钟倍频，可以使频率达到上百兆。 其次，FPGA的管脚多，可以设计复杂的系统，单片机要想得到更多的I/O管脚，就必须以牺牲速度为代价，这样实时性就比较差了。 最后，单片机的内部程序是串行执行的，而FPGA是并行执行的，因此拥有更高的效率。为 什 么 要 做 这 个 项 目 总上所述，利用FPGA来实现汽车信号灯的控制可以使功能更加完善，而且处理速度也会更高。在未来的优化中，也可以很方便的在现有的设计中修改或增加功能。而且做这个项目可以让我们更加深刻的认识FPGA

3、，熟练使用Verilog HDL语言来进行硬件方面的程序设计。为 什 么 要 做 这 个 项 目 我们的小组成员有四名，准备采用并行的方式来完成整个设计。 汽车上的信号灯有： 转向灯(左头灯、右头灯、左尾灯、右尾灯、仪表盘上的二个指示灯) 及夜间示宽灯等。当汽车转弯、刹车、停靠时， 转向灯发出不同的信号； 夜间则点亮示宽灯。如 何 做 这 个 项 目控制系统开关操作与灯光信号对应关系如下：(1) 左/右转弯(合上左/右转弯开关)：仪表板左/右转弯灯、左/右头灯、左/右尾灯闪烁。(2) 紧急开关合上：所有灯闪烁。(3) 刹车(合上刹车开关)：左右尾灯亮。(4) 左/右转弯刹车：仪表板左/右转弯灯

4、、左/右头灯、左/右尾灯闪烁，右/左尾灯亮。如 何 做 这 个 项 目(5) 刹车、合上紧急开关：尾灯亮、仪表板灯、头灯闪烁。(6) 左/右转弯刹车并合上紧急开关：右/左尾灯亮，其余灯闪烁。(7) 停靠(合上停靠开关)：头灯、尾灯闪烁。(8) 夜间（合上示宽开关）：左/右示宽灯亮。(9）复位开关：所有灯灭。如 何 做 这 个 项 目 对于上述的九个功能，我们打算利用先拆分再综合的方法来实现，就是先把每个功能的程序设计出来进行仿真，等到全部通过后再分析程序进行综合，去掉冗余的代码。 具体的分工方面，我们打算采取集体研究模块分工设计集体仿真验证的顺序来完成。首先是准备资料，每个人都如 何 做 这 个 项 目 对这个项目进行研究分析，然后查阅资料， 每个人都拿出自己的一套设计方案，大家一起讨论研究，在此期间多练习和使用Verilog编程，在确定了总体的设计方案后再进行分工，具体到每个人要完成的子模块。这个阶段结束后，将得到的子模块分别进行仿真调试，这个时候大家可以相互对这些程序进行深入的交流，把相似的地方提炼出来为下一步的化简做准备。如 何 做 这 个 项 目 首先是方案的设计，因为要完成一个电路的方案往往是多种多样，各个模块的方案也不会唯一，因此如何能找到一个既节省硬件资源，又可靠稳定的方案