EDA交通信号灯控制电路设计Word文档下载推荐.docx
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二、设计结构…………………………………………………………………………5
1、clk时钟秒脉冲发生电路或分频器………………………………………6
2、六十进制计数器……………………………………………………………6
3、次态发生器………………………………………………………………6
4、状态寄存器及等待时间输出……………………………………………6
5、时间显示电路………………………………………………………………6
6、时钟扫描电路………………………………………………………………6
三、原理图……………………………………………………………………………6
四、程序………………………………………………………………………………7
五、心得体会……………………………………………………………………10
课程设计任务书
课题名称
交通信号灯的控制电路设计
完成时间
12/11/29
指导教师
陈刚
职称
教授
学生姓名
班级
B10231
总体设计要求和技术要点
设计一个交通信号灯控制电路。
要求：
1、主干道和支干道交替放行，主干道每次放行30秒，支干道每次放行20秒；
2、每次绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒钟，此时原红灯不变；
3、用十进制数字（递增计数）显示放行和等待时间。
技术要点：
1、主（支）干道红灯时间等于支（主）干道红绿黄灯时间之和；
2、用时钟数据扫描通过视觉暂留来数码管显示等待时间；
3、状态寄存器和状态寄存器的结合灵活运用；
4、计数时间值要译成七段译码值。
工作内容及时间进度安排
工作内容：
在软件上编辑、编译程序，并仿真到达实验要求。
进度安排;
周一到周四编写程序，并要求程序能通过编译仿真；
周四下午在实验板上下载调试程序；
周五周六验收。
课程设计成果
1．与设计内容对应的软件程序
2．课程设计报告书
3．成果使用说明书
4．设计工作量要求
交通信号控制器的VHDL的设计
一、设计任务
模拟十字路口交通信号灯的工作过程，利用实验板上的两组红、黄、绿LED作为交通信号灯，用数码管显示等待时间。
设计一个交通信号灯控制器。
能达到的要求：
（1）交通灯从绿变红时，有5秒黄灯亮的间隔时间；
（2）交通灯红变绿是直接进行的，没有间隔时间；
（3）主干道上的绿灯时间为30秒，支干道的绿灯时间为20秒；
（4）在任意时间，显示等待时间。
支干道
主干道
图1路口交通管理示意图
S0
S1
S2
S3
主干道交通灯
绿（30秒）
黄（5秒）
红（20秒）
红（5秒）
支干道交通灯
红
绿
黄
表1交通信号灯的4种状态
二、设计结构
学习EDA开发软件和Quartus
的使用方法，熟悉可编程逻辑器件的使用。
通过制作来了解交通灯控制系统，交通灯控制系统主要是实现城市十字交叉路口红绿灯的控制。
设计说明
（1）第一模块：
clk时钟秒脉冲发生电路
在红绿灯交通信号系统中，大多数情况是通过自动控制的方式指挥交通的。
因此为了避免意外事件的发生，电路必须给一个稳定的时钟（clock）才能让系统正常运作。
模块说明：
系统输入信号：
Clk:
由外接信号发生器提供153的时钟信号；
系统输出信号：
CLK：
产生每秒一个脉冲的信号；
（2）第二模块：
计数秒数选择电路
计数电路最主要的功能就是记数负责显示倒数的计数值，对下一个模块提供状态转换信号。
系统输入：
CLK:
接收由clk电路的提供的1hz的时钟脉冲信号；
tm：
产生显示电路状态转换信号
tl：
倒计数值秒数个位变化控制信号
th：
倒计数值秒数十位变化控制信号
（3）第三模块：
红绿灯状态转换电路
本电路负责红绿灯的转换。
模块说明：
系统输入信号：
tm:
接收计数秒数选择电路状态转换信号；
da_out:
负责红绿灯的状态显示。
（4）第四模块：
时间显示电路
本电路负责红绿灯的计数时间的显示。
倒计数值秒数个位变化控制信号；
倒计数值秒数十位变化控制信号；
led7s1:
负责红绿灯的显示秒数个位。
led7s2：
负责红绿灯的显示秒数十位。
三、原理图
四、实验程序
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
entitytrafficis
port（clk_in:
instd_logic;
selout:
outstd_logic_vector（6downto0）;
-------定义数码管的七段显示
sel:
outstd_logic_vector（1downto0）;
------数码管个位十位选择段
outstd_logic_vector（5downto0））;
------定义主次干道的红绿灯（主红黄绿支红黄绿）
endtraffic;
architectureoneoftrafficis
typedmis（s0,s1,s2,s3）;
--------自定义状态四种
signalcurrent_state,next_state:
dm;
----当前状态与次态均在四种状态之间变化
signalclk:
std_logic;
------一秒时钟信号
signalcount:
std_logic_vector（1downto0）;
-----个十位选择端（sel）
signalled7s1:
std_logic_vector（6downto0）;
----十位数码管控制端
signalled7s2:
----个位数码管控制端
signaltime0:
std_logic_vector（6downto0）;
-----递增计数
signaltm:
----剩余时间倒计时
signaltl:
-----个位数码管显示情况控制
signalth:
std_logic_vector（1downto0）;
-----十位数码管显示情况控制
begin
sel<
=count;
fen:
process（clk_in）
variablecnt:
std_logic_vector（16downto0）;
ifclk_in'
eventandclk_in='
1'
then-------产生153hz分频，上升沿有效产生clk
ifcnt="
10011000100101101"
then
cnt:
="
00000000000000000"
;
clk<
='
elsecnt:
=cnt+1;
clk<
='
0'
endif;
endprocessfen;
a:
process（clk_in,count）----------不断扫描出现count的00和01的选择
begin
eventandclk_in='
ifcount="
01"
then
count<
00"
elsecount<
=count+1;
casecountis
when"
=>
selout<
=led7s2;
=led7s1;
whenothers=>
null;
endcase;
endprocessa;
process（clk）
begin
ifclk'
eventandclk='
then------60秒的循环设计
iftime0="
0111100"
then
time0<
0000001"
elsetime0<
=time0+1;
endprocess;
reg:
process（clk,current_state）------定义当前状态与次态的关系
begin-----产生上升沿时次态把自己的状态赋予当前状态
ifclk='
andclk'
eventthen
current_state<
=next_state;
endprocessreg;
com:
process（current_state,time0）
casecurrent_stateis
whens0=>
da_out<
001100"
tm<
=30-time0;
-----主绿和支红状态，当计时到29
iftime0=29thennext_state<
=s1;
----秒时将s1状态赋给次态，此时
elsenext_state<
=s0;
----当前状态还是s0，等到下一个
---上升沿后次态将s1赋给当前状
whens1=>
010100"
=35-time0;
---态
iftime0=34thennext_state<
=s2;
whens2=>
100001"
=55-time0;
iftime0=54thennext_state<
=s3;
whens3=>
100010"
=60-time0;
iftime0=59thennext_state<
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