基于FPGA的汽车灯光及倒车雷达控制系统

摘要

随着社会的发展及人们生活水平的提高，汽车已走入千家万户。五花八门的车载电子系统已成为汽车配置当中不可缺少的部分。在过去的二十年里，据统计平均每辆汽车的电子装置的成本从15％提升至35％，许多豪华车中，微型电子控制芯片更是达到五十个之多。在行车过程中，车载电子系统不仅为人们的人生安全保驾护航，也提供必要的导航及娱乐功能，从而大大的提高了在行驶过程中抑或是乘车过程中的舒适程度。所以说车载电子系统的开发应受到人们的重视，车载电子系统的开发具有很大的前景。　　本文详细阐述了一种基于FPGA芯片的汽车灯光及倒车雷达控制系统的研究、设计和实现，主要内容包括:　　首先，阐述了现代电子技术在汽车电子装置方面应用的背景及意义，分析了汽车灯控系统和倒车雷达系统自动化的研究现状，其中重点研究了基于FPGA芯片的汽车灯控系统和倒车雷达系统。　　其次，简单介绍了FPGA芯片的基本原理、基本结构以及其开发流程，并对硬件描述语言VHDL语言做相关介绍，同时对本文所涉及的FPGA的开发平台QuartusⅡ做了系统的阐明。　　然后，详述了FPGA芯片的软件编写工作以及FPGA芯片对各个信号的处理逻辑，并将FPGA芯片分为四个处理模块:转向灯处理模块、光强处理模块、超声波模块控制及距离信号采集模块和超声波数据处理及显示模块，并用QuartusⅡ自带的波形分析工具对每一个逻辑模块分析定位，完成各个模块的软件逻辑。随后，采用元件例化的方法，将四个处理模块组合合并，完成最终的FPGA大模块的软件逻辑部分。　　最后，主要介绍本论文需要用到的传感器的使用方法，详细介绍了整个系统的硬件电路的设计，最终完成软件与硬件相结合的可用的汽车转向灯控制系统，智能前光灯亮度控制系统及倒车雷达系统。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 研究现状和发展趋势

1．3 设计目标及实现

第二章 开发环境及技术介绍

2．1 FPGA简介

2．1．1 FPGA的基本原理

2．1．2 FPGA的基本结构

2．1．3 FPGA的开发流程

2．2 VHDL语言简介

2．3 QUARTUSⅡ简介

第三章 总体构思

3．1 总体设计思路

3．2 总体设计框图

第四章 各模块设计

4．1 汽车控制

4．1．1 模块功能描述

4．1．2 模块功能实现

4．1．3 VHDL语言描述

4．2 左转灯控制模块

4．2．1 模块功能描述

4．2．2 模块功能实现

4．2．3 VHDL语言描述

4．2．4 左转灯模块波形仿真

4．3 右转灯控制模块

4．3．1 模块功能描述

4．3．2 模块功能实现

4．3．3 VHDL语言描述

4．3．4 右转灯模块波形仿真

4．4 光强控制部分

4．4．1 模块功能描述

4．4．2 模块功能的实现

4．4．3 VHDL语言描述

4．4．4 顶层模块的设计

4．4．5 模拟仿真图

4．5 倒车雷达控制模块

4．5．1 模块功能描述

4．5．2 模块功能实现

4．5．3 VHDL语言描述

4．5．4 超声测距控制模块仿真

4．6 障碍距离显示模块

4．6．1 模块功能描述

4．6．2 模块功能的实现

4．6．3 VHDL语言描述

4．6．4 显示模块仿真

第五章 综合过程及结果

5．1 波形图仿真方法

5．2 综合过程

5．2．1 图形法综合过程

5．2．2 例化语句法

5．3 综合结果

第六章 硬件电路实现

6．1 主要原器件介绍

6．1．1 HC-SR04超声波模块

6．1．2 光敏电阻传感器模块

6．1．3 七段数码管显示

6．1．4 LM393比较器

6．2 方向信号采集电路

6．3 总硬件电路图

工作总结与展望

1．论文总结

2．学习总结

参考文献

附录

作者硕士期间发表的论文

致谢