EDA课程设计交通灯控制器.docx
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EDA课程设计交通灯控制器
课程设计
课程EDA技术课程设计
题目交通等控制器
院系
专业班级
学生姓名
学生学号
指导教师
0600000
年月日
大课程设计任务书
课程EDA技术课程设计
题目交通灯控制器
专业姓名学号
主要内容、基本要求、主要参考资料等
主要内容：
设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，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在禁行线外。
基本要求：
1、红、绿、黄发光二极管作信号灯，用传感器或逻辑开关作检测车辆是否到来的信号，实验电路用逻辑开关代替。
2、主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。
主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。
3、主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒，设立45秒、25秒计时、显示电路，选择1HZ时钟脉冲作为系统时钟。
4、在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外，设立5秒计时、显示电路。
主要参考资料：
[1]潘松著.EDA技术实用教程（第二版）.北京：
科学出版社,2005.
[2]康华光主编.电子技术基础模拟部分.北京：
高教出版社,2006.
[3]阎石主编.数字电子技术基础.北京：
高教出版社,2003.
完成期限2010.3.12
指导教师
专业负责人
2010年3月8日
一、总体设计思想
1.基本原理
计数模块、置数模块、主控制器模块和译码器模块。
置数模块将交通灯的点亮时间预置到置数电路中，计数模块以秒为单位倒计时，当计数值减为零时，主控电路改变输出状态，电路进入下一个状态的倒计时。
其中，核心部分是主控
2.设计框图
图一.交通灯控制系统的原理框图
图二.交通灯控制器的流程图
1．设计思路：
在某一十字路口交叉地带，可设计东西走向的道路为甲车道，南北走向的道路为乙车道。
甲乙车道的交通灯需按交通法则来依次交替运行。
则可设计一个状态循环的逻辑电路。
2．分析系统的逻辑功能：
交通灯控制系统的原理框图如图一所示。
它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。
秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。
图中：
TL:
表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为45秒，即车辆正常通行的时间间隔。
定时时间到，TL=1，否则，TL=0。
TY：
表示黄灯亮的时间间隔为5秒。
定时时间到，TY=1，否则，TY=0。
ST：
表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。
由它控制定时器开始下个工作状态的定时。
（1）图甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。
表示甲车道上的车辆允许通行，乙车道禁止通行。
绿灯亮足规定的时间隔TL时，控制器发出状态信号ST，转到下一工作状态。
（2）甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮。
表示甲车道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行，乙车道禁止通行。
黄灯亮足规定时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。
（3）甲车道红灯亮，乙车道绿灯亮。
表示甲车道禁止通行，乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。
（4）甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。
表示甲车道禁止通行，乙车道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。
黄灯亮足规定的时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，系统又转换到第
（1）种工作状态。
交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器进行控制的。
设控制器的四种状态编码为00、01、11、10，并分别用S0、S1、S3、S2表示，则控制器的工作状态及功能如图二所示，控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。
为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定：
图二的控制器工作状态及功能
控制状态信号灯状态车道运行状态
S0（00）甲绿，乙红甲车道通行，乙车道禁止通行
S1（01）甲黄，乙红甲车道缓行，乙车道禁止通行
S3（11）甲红，乙绿甲车道禁止通行，乙车道通行
S2（10）甲红，乙黄甲车道禁止通行，乙车道缓行
符号含义：
AG=1：
甲车道绿灯亮；
BG=1：
乙车道绿灯亮；
AY=1：
甲车道黄灯亮；
BY=1：
乙车道黄灯亮；
AR=1：
甲车道红灯亮；
BY=1：
乙车道红灯亮；
由此得到交通灯控制器的流程图，如图二所示。
设控制器的初始状态为S0（用状态框表示S0），当S0的持续时间小于45秒时，TL=0（用判断框表示TL），控制器保持S0不变。
只有当S0的持续时间等于45秒时，TL=1，控制器发出制
态转换信号ST（用条件输出框表示ST），并转换到下一个工作状态。
二、设计步骤和调试过程
1、总体设计电路
2、模块设计和相应模块程序
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
entitytraffic1is
port（clk,sensor1,sensor2,reset:
instd_logic;
red1,yellow1,green1,red2,yellow2,green2:
outstd_logic）;
endtraffic1;
architectureaoftraffic1is
typestate_tis（st0,st1,st2,st3,st4,st5,st6,st7）;
signalstate,nextstate:
state_t;
begin
update_stae:
process（reset,clk）
begin
if（reset='1'）then
state<=st0;
elsifclk'eventandclk='1'then
state<=nextstate;
endif;
endprocess;
transitions:
process（state,sensor1,sensor2）
variablecnt1,cnt2,cnt3,cnt4,cnt5,cnt6,cnt7,cnt8:
integerrange0to255;
begin
red1<='0';yellow1<='0';green1<='0';
red2<='0';yellow2<='0';green2<='0';
casestateis
whenst0=>
green1<='1';
red2<='1';
ifsensor2=sensor1then
nextstate<=st1;
elsif（sensor1='0'andsensor2='1'）then
nextstate<=st2;
else
nextstate<=st0;
endif;
whenst1=>
green1<='1';
red2<='1';
nextstate<=st2;
whenst2=>
green1<='1';
red2<='1';
nextstate<=st3;
whenst3=>
yellow1<='1';
red2<='1';
nextstate<=st4;
whenst4=>
red1<='1';
green2<='1';
ifsensor2=sensor1then
nextstate<=st5;
elsif（sensor1='1'andsensor2='0'）then
nextstate<=st6;
else
nextstate<=st4;
endif;
whenst5=>
red1<='1';
green2<='1';
nextstate<=st6;
whenst6=>
red1<='1';
green2<='1';
nextstate<=st7;
whenst7=>
red1<='1';
yellow2<='1';
nextstate<=st0;
endcase;
endprocess;
enda;
3、仿真及仿真结果分析
仿真图
三、结论及心得体会
做了一周的课程设计，使我感慨颇多，有关于VHDL方面的，更多的收获是多方面的。
VHDL程序设计也不熟炼，学的东西好像它是它，我是我似的，理论联系不了实际。
以前的汇编语言没学好，一开始的程序这块儿就要令我抓狂了。
后来请教我们班的同学，一起学习。
我觉得我对VHDL的一些知识在这个动手的过程中真的是从无到有增长的。
一段时间里，我应该不会再如此迷惘。
参考资料
[1]潘松著.EDA技术实用教程（第二版）.北京：
科学出版社,2005.
大庆石油学院课程设计成绩评价表
课程名称
EDA技术课程设计
题目名称
交通控制灯
学生姓名
段萍
学号
060901140109
指导教师姓名
职称
序号
评价项目
指标
满分
评分
1
工作量、工作态度和出勤率
按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。
20
2
课程设计质量
课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确。
45
3
创新
工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值。
5
4
答辩
能正确回答指导教师所提出的问题。
30
总分
评语：
指导教师：
2010年3月13日
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