EDA交通灯课程设计.docx

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EDA交通灯课程设计

EDA交通灯课程设计

姓名：

XXX

学号：

*********

专业：

*******

学院：

电气与信息工程学院

1系统功能设计要求

1.东西各设有一个绿、黄、红指示灯；一个2位7段数码管

（1）南北和东西方向各有一组绿，黄，红灯，各自的持续时间分别为20s，5s，25s；

（2）当有特殊情况时，两个方向均为红灯，计时暂停，当特殊情况结束后，控制器恢复原来状态，继续正常工作。

（3）用两组数码管，以倒计时方式显示两个方向允许通行或禁止通行的剩余时间。

3.能实现正常的倒计时显示功能。

能实现总体清理功能，计数器由初始状态开始计数，对应状态的指示灯亮。

2设计原理

2.1交通灯控制器的状态转换

根据论文题目要求，将红绿灯的状态转换列成如下表

上表为交通灯控制器的状态转换表

2.2设计方案

1、显示模块由两部分组成，一是由七段数码管组成的倒计时显示器，每个方向两个七段数码管；二是由发光二极管代替的交通灯，每个方向3个发光二极管。

2、每个方向有一组2位倒计时器模块，用以显示该方向交通灯剩余的点亮时间。

3、控制模块是交通灯的核心，主要控制交通灯按工作顺序自动变换，同时控制倒计时模块工作，每当倒计时回零时，控制模块接收到一个计时信号，从而控制交通灯进入下一个工作状态。

2.2LED动态显示与频率

由于交通灯需要使用2位7段LED数码管指示通行剩余时间，故采用LED动态扫描方式显示当前时间。

频率设定CLK1k对应的频率为1024hz

3电路符号

交通控制器的电路符号如图1.3所示。

其中，CLK1K为系统时钟信号输入端，SN为禁止通行信号输入通行信号输入端，light0为东西红灯信号输出端，light1为东西黄灯信号输出端，light2为东西绿灯信号输出端，light3为南北红灯信号输出端，light4为南北黄灯信号输出端，light5为南北绿灯信号输出端，led1、led2、led3、led4、为数码管地址选择信号输出端。

4设计方法

采用文本编辑法，既采用vhdl语言描述交通控制器，代码如下：

libraryieee;

useieee.std_logic_1164.all;

useieee.std_logic_unsigned.all;

entitytrafficIS

port（clk1k,SN:

instd_logic;

led1,led2,led3,led4:

outstd_logic_vector（3downto0）;

--显示管显示时间用

light:

outstd_logic_vector（5downto0））;--红绿黄灯

endtraffic;

architecturetraffic1oftrafficIS

signalS:

std_logic_vector（1downto0）;--状态

signalDXT:

std_logic_vector（7downto0）:

=X"01";

--东西方向时间

signalNBX:

std_logic_vector（7downto0）:

=X"01";

--南北方向时间

signalART,AGT,AYT,BRT,BGT,BYT:

std_logic_vector（7downto0）;--红绿黄灯信号

signalSL:

std_logic;

signaltemp:

integerrange0to1023;--产生1s计数器时计数

signalclk:

std_logic;

begin

sL<='1';--红绿灯时间设定

ART<="00100101";

AGT<="00100000";

AYT<="00000100";

BRT<="00100101";

BGT<="00100000";

BYT<="00000100";

process（clk1k）--选频率为1024HZ

begin

if（clk1k'eventandclk1k='1'）then

iftemp=1023then

temp<=0;

clk<='1';

else

temp<=temp+1;

clk<='0';

endif;

endif;

endprocess;--进程结束

process（clk,DXT,NBX）--状态转换进程

begin

ifclk'eventandclk='1'then

if（DXT="00000001"）OR（NBX="00000001"）thenS<=S+1;

elseS<=S;

endif;--状态转换结束

endif;

endprocess;

process（clk,SN,S）--倒计时模块

begin

ifSN='1'thenDXT<=DXT;NBX<=NBX;

else

ifclk'eventandclk='1'then

if（DXT="0000000"）OR（NBX="00000000"）then

caseSIS

when"00"=>DXT<=ART;NBX<=BGT;--南北红灯、东西绿灯

when"01"=>NBX<=BYT;--南北红灯、东西黄灯

when"10"=>DXT<=AGT;NBX<=BRT;--南北绿灯、东西红灯

when"11"=>DXT<=AYT;--南北黄灯、东西红灯

whenothers=>NULL;

endcase;

endif;

ifDXT/="00000000"then

ifDXT（3downto0）="0000"then

DXT（3downto0）<="1001";

DXT（7downto4）<=DXT（7downto4）-1;

elseDXT（3downto0）<=DXT（3downto0）-1;

DXT（7downto4）<=DXT（7downto4）;

endif;

endif;

ifNBX/="00000000"then

ifNBX（3downto0）="0000"then

NBX（3downto0）<="1001";

NBX（7downto4）<=NBX（7downto4）-1;

elseNBX（3downto0）<=NBX（3downto0）-1;

NBX（7downto4）<=NBX（7downto4）;

endif;

endif;

endif;

endif;

endprocess;--倒计时模块结束

process（SL,DXT,NBX,S,SN）--显示模块

begin

caseSLIS

when'1'=>led1<=NBX（3downto0）;

led2<=NBX（7downto4）;

led3<=DXT（3downto0）;

led4<=DXT（7downto4）;

whenothers=>NULL;

endcase;

ifSN='1'thenlight<="001001";

else

caseSIS

when"00"=>light<="010001";

when"01"=>light<="100001";

when"10"=>light<="001010";

when"11"=>light<="001100";

whenothers=>NULL;

endcase;

endif;

endprocess;

endtraffic1;

5软件仿真

时序仿真图

6结论

数码管动态显示，需要通过位选、段选控制。

通过查询手册，将2位位选信号接到试验箱数码管位选端，将7位段选信号连接到试验箱数码管的段选控制端。

当送人合适的控制信号后，数码管即可正常工作。

通过下载仿真后，能得到预期的实验结果。

通过拨动（开关控制）为高电平，能实现交通灯紧急状态（红灯全亮）。

若SN为低电平，数码管和主南北的红绿灯能有序亮灭。

7收获及感想

短短一个星期的EDA课程设计很块就结束了，虽然在之前的学习过程中还存在着没有弄懂的问题，但是通过这次设计，进一步加深了对EDA的了解，让我对它有了更加浓厚的兴趣。

在拿到题目后，首先进行了单元模块的设计，将每一个单元模块设计完成后再经行仿真，在波形仿真的过程中，同样遇到了困难，有的时候，由于ENDTIME的时间修改的太大，会出现仿真时间过长的问题，这个时候应该要把ENDTIME的时间相应的改小，或是修改系统时钟的频率。

在设计的过程中还应该多联系下实际情况，要了解实际情况下交通信号灯的工作情况，才能更好的完成此次的课程设计。

在今后的工作和学习中，我们不能仅仅把目光停留在课本上，要多理论联系实际。

有的时候，理论上是正确的东西放到现实中去，可能由于种种因素的制约，并不能达到实际的效果，还需要我们进行相应的修改才能完成要求。

这次的课程设计使我巩固了以前学习到的知识，还使我掌握了以前没有掌握的知识，同时锻炼了自己的能力。