交通灯控制电路毕业设计报告Word格式.docx

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建工程、编译、仿真、下载运行·

5，收获及心得体会，主要遇到的问题及解决过程·

参考文献，参考书籍

设计题目：

交通灯控制电路

设计任务：

设计一个十字路口的红、绿、黄三色信号交通灯控制电路。

设计要求：

1）.用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。

主干道为东西向，有红、绿、黄三个灯；

支干道为南北向，也有红、绿、黄三个灯。

红灯亮禁止通行；

绿灯亮允许通行；

黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外。

2）.由于主干道车辆较多而支干道车辆较少，所以主干道绿灯时间较长。

当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯。

而支干道允许通行亮绿灯时，主干道亮红灯，两者交替重复。

主干道每次放行50秒，支干道每次放行30秒。

在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，需要亮5秒的黄灯作为过渡，以使行驶中的车辆有时间停靠到禁行线以外。

3）.能实现正常的、即时显示功能。

用学习机上的四个七段数码管作为倒计时显示器。

分别显示东西、南北方向的红灯、绿灯、黄灯时间。

4）.能实现特殊状态的功能显示。

设S为特殊状态的传感器信号，当Ｓ=1时，进入特殊状态。

当Ｓ=0时，退出特殊状态。

按S后，能实现特殊状态功能：

（1）显示器闪烁；

（2）计数器停止计数并保持在原来的数据；

（3）东西、南北路口均显示红灯状态；

（4）特殊状态结束后，能继续对时间进行计数。

5）.能实现总体清零功能。

按下R后，系统实现总清零，计数器由初始状态开始计数，对应状态的指示灯亮。

6）.利用MAXPLUSⅡ软件或Foundation软件，设计符合以上功能要求的交通灯控制器。

用图形输入方法。

控制器、计数器的功能用功能仿真的方法验证，可通过观察有关波形确认电路设计是否正确。

通过编译，仿真和综合，并下载到相应芯片中实现，最后在学习机上验证设计课题的正确性。

在学习机上验证结果。

电路图和线路图，电路工作原理，系统框图

整体设计电路布局和线路图

Clock的分频电路（74292分频器）

数码管显示电路（显示交通灯工作时间）

主控制电路（控制交通灯各种工作状态）

交通灯显示电路（红、黄、绿灯显示）

交通灯控制器状态图

交通灯控制器框图

QuartusⅡ的运行环境及DE2实验板简介

QuartusII软件的基本使用

（目标：

了解DE2板，完成课程设计任务。

）

QuartusII中的三种文件：

①quartusIIprojectfile（.qpf）工程文件

②quartusIIdefaultfile（.qdf）缺省文件：

用于保存工程的设定和缺省管脚分配

③quartusIIsettingfile（.qsf）配置文件：

用于保存所有设定和约束性管脚分配

Step1（启动QuartusII6.0）

1在文件菜单下，选择新建工程，向导对话框出现，按“下一步”

2设定相关文件路径、文件名等

Table1.向导中第一页的设定

工程工作路径Selectfromonebelow.（FortheTimeQuestversion,thelab

directorywillbeLAB1_4）

<

lab_install_directory>

\QII6_0\Lab1_5\VHDL

\QII6_0\Lab1_5\Verilog

\QII6_0\Lab1_5\Schematic

（Askinstructorforthelocationofthelabinstallationdirectory）

工程名pipemult

顶层中实体名（与工程名一致）pipemult

3选择“下一步”，进入到第二页

4由于所有的文件共享同一个名字，此时不需添加其它的文件，选择“下一步”

5设定器件，器件系列选用CycloneII，封装选用FBGA，引脚数选256，速度级别选”

Fastest”，在器件列表中选择EP2C5F256C6，选择“下一步”。

6在第四页中，可以选择第三方的EDA工具。

由于练习是在QuartusII中进行的，所以选择

“下一步”。

7然后出现概述的页面，就选择“完成“。

工程就建好了。

Step2设计输入

（以图形编辑器为例）

1建立文件File-〉New，选择BlockDiagram/SchematicFile.

2保存文件File-〉Saveas，同时选中AddfiletoCurrentproject.

3用图形编辑器输入设计的四个步骤：

导入逻辑门电路符号、导入输入/输出符号、用线连接节点、编译电路。

4导入逻辑门电路符号

用鼠标双击图形编辑器窗口的空白处或单击左侧工具条中的“门电路”图标。

由此进入到

“库”中进行选择所需元件。

5导入输入/输出符号

与第4项类似。

6用线连接节点

点击直角连线工具图标，然后将鼠标置于元件边沿，按下鼠标左键保持不变，拖放连线

至另一元件的端点上。

7编译电路

使用processing->

startcompilation菜单或单击相应图标运行编译器。

若编译成功通

过，则出现compilationreport窗口；

若编译过程出现错误，则编译自动中止，并在消息

框中显示错误信息。

Step3分配引脚

在DE2平台上，FPGA与外部的连线是确定的，要让电路能在DE2上运行，必须为设计

分配引脚。

方法1：

菜单命令Assignments－>

Pins，对应location一栏，连线的配置可参见

“DE2_pin_assignments.csv”

方法2：

文件配置

在.qsf文件中导入引脚设置，用菜单命令Assignments－>

ImportAssignments.为方便

使用，节点名最好改成“DE2_pin_assignments.csv”文件中定义的方式。

Step4编程下载

本课程设计中，采用JTAG模式下载设计。

（SW19置于RUN位置）

1菜单命令Tools－>

Programmer打开编程窗口

2若没有显示硬件，则单击HardwareSetup..，打开硬件设置窗口。

3双击USBBlaster，然后单击close，完成硬件设置。

4添加下载文件，找到.sof，选中program/configure.

5单击start按钮，开始编程，编程结束后，可按设计方案运行。

操作过程：

建工程、编译、仿真、下载运行

1，新建文件

a，设计并画出电路图时需新建文件

“new”--“blockdiagram/schematicfile”

b,进入block的编辑区，在那里可以插入各种电子器件，如74292分频器，160计数器，190减法器，还有各种门电路，电导线等等。

基本上在试验中用到的电子器件都有。

c,在稿纸上先设计好电路图，然后在block中画好电子电路图。

2，新建项目

a打开新建项目指南“new”—“newprojectwizard”

b选择工作目录,可以在任何盘。

c项目名称，可以是任何英文名字。

推荐使用和顶层设计名相同的名字。

d顶层设计名字必须和顶层文件名字相同。

6，建好工程以后，检查接线，及电路接法，适当时进行编译，单击工具栏上的红色三角标志，提示是否保存修改，选择“是”。

进行编译。

（编译界面图）

7，过程中会因为错误提示编译不成功，选择errors的出错提示，按F1可以看到电路出错位置和原因，检查并修改，继续编译，直到编译通过为止。

8，在下载到电子板上运行前，可以进行波形仿真，选择“processing”—“startsimulation”,然后选择适当输入参数，即可进行波形仿真。

这种仿真也有利于检查电路出错的原因和位置，便于修改。

9，进行编译仿真之后，就要下载到电子板上去运行，并实现设计要求的功能。

10，首先进行管脚分配，在”assignment”–“pins”,然后对照老师给出的管脚图，一一分配好，各个输入输出和控制管脚，下载，并且运行。

11，基本上搞定整个过程，保存以上各个过程的数据和图形，以便日后调用不必重新分配。

注意：

选择与本台计算机匹配的电子版，不然会出错。

管脚不能重复。

而且功能应该对应

收获及心得体会，主要遇到的问题及解决过程·

在实训过程中遇到了不少的困难，首先就是刚拿到题目的时候不知从何下手，毕竟数电的学习是上学期的事了，知识有些生疏，所以呢头两天都是在复习和学习相关的知识，学过的和没有学过的。

真正着手设计电路是第三天，对题目也有了一定的了解，基本定了设计方案和所需配件。

不过接下来，就是对在电脑上进行仿真和编译遇到了困难，因为是第一次接触QuartusⅡ这个软件，所以大家基本不怎么会用，只好一步一步的边学边用，这个过程中老师给了很大的帮助，同学之间的讨论，能很快的了解和分析问题，特别是在编译出错时，同学组员之间互相帮助解决问题，学到了不少知识。

当然，老师的敬业精神和不倦的教导给了我们很大的鼓励和帮助。

在实训结束的前一天，我们基本完成我们的任务要求，总结起来是受益良多的，特别是设计任务是有关生活实际的问题，“交通灯”大家每天都在接触，可是我是从实训中才真正了解到它的工作原理，原来并不是那么的复杂和抽象，让我们在生活和身边运用并深刻体会了书本知识具体化。

设想：

如果交通灯在工作的时候，能多多结合当时当地的交通情况，灵活的调整通疏和禁行之间的关系，希望它能自主分析（自动分析）并做出自由调整通停时间。

比如说：

当遇到上班高峰期时，交通灯匹配的摄像头拍照分析，主干道的车流情况，可以适当延长车辆较多的通车时间，同时缩短待车时间。

在闲时适当根据情况缩短行人通行时间，特别是夜深人静，人流较少时。

总的来说就是想通过自主分析，达到资源和时间的优化安排，减少事故和损耗。

《数字电子技术》、《Quartus软件入门》、《EDA设计基础》、《数字集成电路手册》、《基于EDA的电子编程与设计指导》，还有一些网上的设计思路和方案参考资料等。