北邮数电综合实验-自行车尾灯设计.pdf

目录

-设计课题的任务要求3

二系统设计4

三仿真波形及波形分析15

四源程序22

五功能说明及资源利用情况55

六故障及问题分析56

七总结和结论59

参考文献59

设计课题的任务要求

基本要求：

L设置夜间模式开关键。打开开关后，自行车尾灯指示系统开始工作并用两个数码

管进行计时显示，最大计时时长为99秒。同时有不小于5秒的开机音乐，此时

自行车处于正常行驶状态；

2.当自行车处于正常行驶状态时，8x8点阵显示三种自定义图案（与下面的左转、

右转和刹车不同I三种图案轮流显示，自动进行切换，每种图案采用呼吸灯模

式进行显示，图案由亮到暗、由暗到亮的用时均为1.5秒；

3.当自行车左转时，选择〃左转〃按键，8x8点阵显示红色左箭头，并向左滚动

显示,若无其他按键操作，10秒后回到正常行驶状态；

4.当自行车右转时，选择〃右转〃按键，8x8点阵显示红色右箭头，并向右滚动

显示，若无其他按键操作，10秒后回到正常行驶状态；

5.当自行车处于刹车状态时，选择〃刹车〃按键，8x8点阵显示红色〃X〃图案，

若无其他按键操作，5秒后回到正常行驶状态。

提高要求：

L增加夜间智能启动模式。利用光敏传感技术使自行车在行驶过程中，根据光线强

弱自动开启尾灯功，显示行驶状态。

2.采用倾斜开关代替左转、右转按键，实现自行车转弯时的自动检测和状态显示；

3自拟其他功。

*自拟功：

□使用led液晶屏实时地显示当前时间和当前行驶状态（第一行显示时间，第二行显

示状态）

□添加行驶记录功。使用一个拨码开关开启行驶记录模式，然后点击

btnLbtn2,btn3,分别查看最近三次行驶状态的变化，以及变化的时间。

二系统设计

•设计思路

采用分模块开发的方式，将整个系统的实现分割为很多个模块，包括分频器模

块，计时器模块，状态控制模块等，一共13个模块。每一个模块对应一个

component,最后在顶层文件中将他们连接起来。

所以整体的设计思路是：

1.根据要求设计基本的流程图，逻辑划分框图，状态转移图。

2.根据逻辑划分框图，开始分模块的开发。将当前模块与之前的模块连接并测试,

确认成功，再开始下一模块的开发。在模块开发中，根据实际遇到的问题作出

调整（模块之间的连接方式，模块内部的实现方式o

3.最后进行总体的调试，排除存在的bugo

•总体框图

。系统流程图

正常行驶状态，点阵显

示三种自定义图案

□逻辑划分框图

□状态转移图

•分块设计：

1.状态控制器(state_control.vhd)

entitystate_controlis

port(

clk:instd_logic;--50MHz

clk_second:instd_logic;--lHz

turn_left,turn_right,recover;stop,poweroff:instd_logic;--外部按键输入:左转,

右转，恢复正常行驶，刹车，夜间模式开关

state:outintegerrange0to4;一0:开机音乐,1:正常行驶2左转,3:右转,4:刹车

save_flag:outstd」ogic--状态变化时为1,触发data_merge2模块，保存此时的

状态

)；

endstate_control;

*使用整数0-4代表5个不同的状态，根据状态转移图，在不同的输入下转变为不

同状态；

大为了实现要求中定时转换状态的功，引入一个计数器，并且在进入新状态时清

零。

2.分频器(fenpin.vhd)

ENTITYfenpinIS

PORT(

clk:INSTD_LOGIC;-50MHz

clk_outl:OUTSTD_LOGIC;-200Hz

clk_out2:OUTSTD_LOGIC;-lHz

clk_out3:OUTSTD_LOGIC;-12.5MHz

clk