fpga实验报告.doc

数字电路与逻辑设计
用Verilog编程
用FPGA实现汽车尾灯控制系统
实验报告


学院：信息与通信工程学院
专业： 电子信息工程
班级： 2015211103
组员：傅远昌 2015210077
楷 2015210078


实验要求
根据汽车行驶状态自动控制汽车尾灯
直行：尾灯不亮
右转：右侧尾灯亮而且按秒闪烁，左侧尾灯不亮
左转：左侧尾灯亮而且按秒闪烁，右侧尾灯不亮
临时停车或故障：两侧尾灯同时闪烁
倒车显示
用ＦＰＧＡ实现方式设计
用三色LED代表左右汽车尾灯，为了便于区分，左尾灯选择靠左的三色LED且显示为蓝色，右尾灯选择靠右的三色LED且显示为红色。两灯同时闪烁表示停车或倒车。
用八个单色ＬＥＤ以流水灯的方式显示汽车的行驶状态，向前滚动表示汽车前行，向后滚动表示汽车到车，只有前四个LED亮表示左转，只有后四个ＬＥＤ亮表示右转。
用四个拨码开关分别表示前行、左转、右转、故障（倒车），器输入组合1000表示前行，0100表示左转、0010表示右转、0001表示故障（倒车）；
设计思路分析
使用不同的进程来分别处理时钟分频及各个状态下的灯光效果
用三色LED代表左右汽车尾灯
用拨码开关控制汽车行驶状态
用单色LED显示汽车行驶状态
使用状态机的思想来设计，通过过状态来决定灯光效果，通过外部输入来改变状态。
波形仿真
管脚分配
输入管脚分配：
输出管脚分配：
实验总结体会：
（1）本次实验，我们采用模块化的设计方法，将整体分成不同功能的模块，如计时模块、分频模块、显示控制模块、LED灯显示模块，然后分模块编写程序（由小组人员分工完成），之后再将模块之间用变量连接起来，从而实现汽车尾灯显示要求。
（2）在实现本次设计的过程中，使我们了解了汽车尾灯的基本原理，从而让我们觉得，首次将我们的专业知识与生活联系起来，增强了我们对本课程的学****兴趣。
（3）在本次实验的实现过程中，通过调用case语句、always语句，是我们进一步加深了对case、always语句的认识，并且能够将其运用到其他设计中，使我们进一步熟练了这种设计方法和verilog程序设计语言。
实现代码
汽车尾灯控制系统
module tail_lamp
(
input sys_clk, //系统时钟
input sys_rst_n, //系统复位
input [3:0] state_in, //拨码开关输入
output reg [2:0] led_left, //左侧尾灯 [msb~lsb] = [R,G,B]
output reg [2:0] led_right, //右侧尾灯 [msb~lsb] = [R,G,B]
output reg [7:0] led_out //流水灯输出
);
parameter CNT_NUM = 6_000_000; //计数器实现分频的分频系数
localparam STOP = 4'b0000;
localparam GO = 4'b0001;
localparam LEFT = 4'b0010;
localparam RIGHT = 4'b0100;
localparam BACK = 4'b1000;
wire [2:0] tail_on; //尾灯点亮状态
wire [2:0] tail_off; //尾灯熄灭状态
wire [2:0] tail_shin; //尾灯闪烁状态
wire [7:0] _left; //左转时单色LED的状态
wire [7:0] _rignt; //右转时单色LED的状态
wire [7:0] _stop; //停止时单色LED的状态
reg [23:0] cnt; //计数器，
reg [3:0] current_state;//当前状态
reg [3:0] next_state; //下一个状态
reg clk_1hz; //1Hz分频信号
reg [7:0] _go; //前进时单色LED的状态
reg [7:0] _back; //倒车时单色LED的