基于FPGA的汽车尾灯的设计开题报告

 2021-08-14 02:08

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着当今时代技术的快速发展,人们的生活方式也发生了翻天覆地的变化。以前,人们出行很不方便,不管做什么事都要花费很多时间在路上,但是现在,随着汽车工业的快速发展,私人汽车越来越常见,有了汽车这种便捷的交通工具后,人们可到更远地方办自己想办的事。同时,车型也越来越丰富,更多个性化的车辆进入市场,汽车变身为人们展示自我个性的媒介。

随着近几年汽车数量的快速增加,路上的汽车也越来越多。因此,安全也变得格外重要,而汽车尾灯的控制对交通的安全影响很大,通过对汽车尾灯的控制,可以给后面的车辆传递信息。

本次设计的任务如下,当汽车正常行驶时,所有尾灯都熄灭;当汽车左转行驶时,左侧的三个指示灯按左循环的顺序点亮;当汽车右转行驶时,右侧的三个指示灯按右循环的顺序点亮;当汽车减速或刹车时,所有指示灯闪烁。正常行驶时,显示“正常行驶”,右转弯时,显示“正在右转”,左转弯时,显示“正在左转”,减速或刹车时,显示“正在减速或刹车”[1]

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

本次毕业设计的题目是基于FPGA的汽车尾灯控制系统[5]。FPGA[6](现场可编程门阵列),它内部包括可配置逻辑模块CLB、输入输出模块IOB和内部连线三个部分[7]按数字顺序标注。它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物,它是作为专用集成电路(ASIC)领域的一种半制定电路而出现的,既解决了制定电路的不足,又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点[8]。FPGA最大的特点就是他们可以快速成品,可以修改程序中的错误,以便宜它的造价[9]

2.2目标

本次设计的目标为,当汽车正常行驶时,所有尾灯都熄灭;当汽车左转行驶时,左侧的三个指示灯按左循环的顺序点亮;当汽车右转行驶时,右侧的三个指示灯按右循环的顺序点亮;当汽车减速或刹车时,所有指示灯闪烁。正常行驶时,显示“正常行驶”,右转弯时,显示“正在右转”,左转弯时,显示“正在左转”,减速或刹车时,显示“正在减速或刹车”[1]

2.3技术方案

本次设计主要用FPGA开发板来实现,它用的是Verilog HDL[10]语言,VHDL是目前应用最为广泛的硬件描述语言.Verilog HDL可以用来进行各种层次的逻辑设计,也可以进行数字系统的逻辑综合,仿真验证和时序分析等。

其主要模块有主控模块[11],左侧尾灯控制模块,右侧尾灯控制模块,主控模块。其系统框图如图1所示。它们都通过freescale单片机编程来实现,用单片机上的LED灯来代替汽车尾灯[12],用单片机上的开关来代替左转、右转和刹车开关,通过单片机上的开关控制单片机上LED灯来模拟汽车尾灯的控制。设高电压为1[13],低电压为0[14],通过控制开关来控制LED两端电压,进而实现LED灯的亮灭[15]

本次课设的基本内容和步骤是:

1.首先了解并熟悉FPGA开发板的结构。

2. 2.用VHDL语言进行编程,将程序写入FPGA开发板中。

3. 3.进行仿真,通过控制FPGA开发板中的开关看能否实现LED灯相应的效果。

4. 4.查看分析结果,改变参数,看LED灯在什么时候效果最佳。

5. 5.根据以上结论优化程序,更好模拟实现汽车尾灯的功能。 图.1

3. 研究计划与安排

1-4周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需理论知识、相关资料和技术条件。确定方案,完成开题报告。

5-10周:整理相关资料并进行设计。

11-13周:撰写论文并送导师审阅。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 罗建政.现代汽车照明系统.河南科技,2010,(24):6-19.

[2] 吴银凤. 基于fpga的汽车尾灯控制电路设计与实现. 集成电路应用. 2005,(12):39-40.

[3] chenp,jiang xj.system for can bus communication based on fpga. computer measurement & control,2009,17( 12) : 2482-2484.

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