摘 要

本文主要讲述了如何使用Quartus14.0软件来设计基于FPGA的汽车尾灯控制系统。通过对系统进行模块化的设计，将其分为六个功能模块进行设计：汽车刹车模块、左转弯控制模块、右转弯控制模块、时钟模块、加速模块还有倒车模块。其中左转弯模块是使三个LED灯向左以一定时间的间隔循环闪亮，右转弯模块是使三个LED灯向右以一定时间的间隔循环闪亮，汽车刹车模块是使六个LED灯以一定时间的间隔闪亮，汽车加速模块是使六个LED灯以一定时间的间隔向中间循环闪亮，汽车倒车模块是使六个LED灯以一定时间的间隔向两边循环闪亮，且蜂鸣器响。时间间隔由速度分为2Hz、4Hz、6Hz、8Hz、10Hz五种。在对各个模块分别设计，仿真的基础上，最后采用verilog HDL对其进行编程，从而基本完成对该系统的软件设计。

关键词：FPGA（现场可编程门阵列） 汽车尾灯 模块 循环 闪亮

Abstract

This article mainly tells the story of how to use Quartus14.0 software to design automobile tail light control system based on FPGA.Through the study of the modular design of system, its design is divided into six functional modules: automobile brake module, left turn control module, the right control module, clock module, accelerate module and reversing module.Which left turn module is to make three LED lights left cycle at certain time intervals, right module is to make three LED lights to the right loop at certain time intervals, shiny car brake module is to make six LED lights shining at certain time intervals, car accelerating module is to make six LED lights at certain time intervals to the middle loop, shiny car reversing module is to make six LED lights at certain time intervals to circulation shiny, both sides and the buzzer rang.Time interval by speed can be divided into 2Hz, 4Hz, 6Hz, 8Hz, five kinds of 10Hz.For each module in the design, simulation, on the basis of the final using verilog HDL language programming, and basically completed the software design of the system.

Key Words：FPGA（Field－Programmable Gate Array）; Tail Light; Module；cycle；glisten

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景与现状 1

1.2 研究目的和意义 1

1.3 设计的基本内容 1

1.4 汽车尾灯发展需求 2

1.5 汽车尾灯国内研究现状 2

第2章 设计要求及其分析 4

2.1 设计要求 4

2.2 功能分析 4

2.3 功能模块的设计 5

第3章 FPGA和Quartus的简介 7

3.1 FPGA的优点 7

3.2 FPGA的一些应用 7

3.3 FPGA的使用语言 8

3.3.1 Verilog HDL和VHDL语言简介 8

3.3.2 Verilog HDL和VHDL的相同和不同 8

3.4 FPGA开发板 9

3.5QuartusII简单介绍 10

3.6QuartusII的优越性 11

3.7QuartusII的使用步骤 11

第4章 各模块设计简介 13

4.1时钟模块 13

4.2 数码管控制模块 14

4.3 左转弯控制模块 14

4.4 右转弯控制模块 16

4.5 刹车控制模块 17

4.6 汽车加速控制模块 19

4.7 汽车倒车控制模块 20

4.8 遇到的问题 21

第5章 总结与展望 23

参考文献 25

附录 26

致谢 34

第1章 绪论

1.1 研究背景与现状

随着社会不断进步发展的同时，科学技术水平也同样在不断的进步和发展，状态机的应用与人们的生活也越来越息息相关。现在的交通已经越来越不方便、越来越堵，安全问题越来越与人们的生活息息相关，在这种越来越严重的情况下，汽车尾灯控制器的设计是解决交通安全问题的一种很有效的途径之一。本文主要讲述了如何使用Quartus14.0软件来设计基于FPGA的汽车尾灯控制系统。通过对系统进行不同模块的设计，可以将它分为四个基本的功能模块进行设计：时钟分频模块、左转弯控制模块、右转弯控制模块和汽车刹车控制模块。

1.2 研究目的和意义

（1）熟悉数字逻辑电路的分析以及其设计的方法思路，学习数字电路描述语言VHDL(Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language)或Verilog HDL。 （2）使我们对基础知识有了更好的巩固和应用理解，对小型数字电路系统的设计的方法更加熟悉，再独立完成它的调试的过程中，我们对理论联系实际有了进一步的了解，动手能力也得到加强，对电路设计以及其分析的能力也得到了提高。

（3）通过这次毕设实践，我们在理论指导下完成了新的突破，为以后的工作学习实践打下了坚定的基础。

（4）在对这次设计以及遇到的问题进行分析的过程中，我们的经验得到了积累，对以后从事这方面的设计工作和学习会有一定的帮助。在应用Verilog HDL的过程中让我真正领会到了它们在电路设计上的优越性。用Verilog HDL语言的形式来对数字系统进行设计，它很方便灵活，极大地减少了电路设计的时间，也减少了发生的错误的可能性，在未来的数字系统设计中，这种设计方法肯定会发很重要的作用。

1.3 设计的基本内容

控制实现功能：汽车尾部左右两侧各有3个指示灯

（1）当汽车正常行驶时6个指示灯（即LED灯）全都不亮；