eda交通燈課程設計---交通信號控制器的vhdl設計

1、<p>　　交通信號控制器的VHDL設計</p><p><b>　　指導老師： </b></p><p>　　班 級：通信工程</p><p><b>　　學 號：</b></p><p><b>　　姓 名： </b></p>&l

2、t;p>　　完成日期：2012年4月6日</p><p><b>　　一、設計任務</b></p><p>　　模擬十字路口交通信號燈的工作過程，利用實驗板上的兩組紅、黃、綠LED作為交通信號燈，設計一個交通信號燈控制器。要求：</p><p>　　交通燈從綠變紅時，有4秒黃燈亮的間隔時間；</p><p>　　交

3、通燈紅變綠是直接進行的，沒有間隔時間；</p><p>　　主干道上的綠燈時間為40秒，支干道的綠燈時間為20秒；</p><p>　　在任意時間，顯示每個狀態(tài)到該狀態(tài)結(jié)束所需的時間。</p><p>　　表1 交通信號燈的4種狀態(tài)</p><p><b>　　二、設計目的</b></p><p>

4、;　　學習DEA開發(fā)軟件和QuartusII的使用方法，熟悉可編程邏輯器件的使用。通過制作來了解交通燈控制系統(tǒng)，交通燈控制系統(tǒng)主要是實現(xiàn)城市十字交叉路口紅綠燈的控制，設計交通燈控制系統(tǒng)主要是為了實現(xiàn)城市十字交叉路口紅綠燈的控制。通過掌握VHDL程序設計的實現(xiàn)，熟悉可編程邏輯器件的使用。同時加深對交通燈控制系統(tǒng)的了解與應用。</p><p><b>　　三、設計方案</b></p>

5、<p>　　采用VHDL語言輸入的方式實現(xiàn)交通信號燈控制器</p><p><b>　　CLK</b></p><p><b>　　時間顯示數(shù)據(jù)輸出</b></p><p><b>　　信號燈輸出</b></p><p>　　圖3 交通信號燈控制器程序原理框圖&l

6、t;/p><p>　　該程序由7個進程組成，進程P1和P2將CLK信號分頻后產(chǎn)生1秒信號，進程P3、P4、P5構(gòu)成兩個帶有預置數(shù)功能的十進制計數(shù)器，其中P4產(chǎn)生允許十位計數(shù)器計數(shù)的控制信號。進程P6實現(xiàn)狀態(tài)轉(zhuǎn)換和產(chǎn)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換的控制信號，進程P7產(chǎn)生次態(tài)信號和信號燈輸出信號，以及每一個狀態(tài)的時間值。</p><p><b>　　四、程序清單</b></p>&

7、lt;p>　　library ieee;</p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p><p>　　use ieee.std_logic_unsigned.all;</p><p>　　entity traffic is </p><p>　　port (clk,reset,yj:in std_l

8、ogic;</p><p>　　led1h,led1l,led2h,led2l:out std_logic_vector(3downto 0);</p><p>　　light:out std_logic_vector(5 downto 0));</p><p><b>　　end; </b></p><p>　　arc

9、hitecture one of traffic is</p><p>　　type fsm_st is (a,b,c,d);</p><p>　　signal current_state,next_state:fsm_st;</p><p>　　signal l1h,l1l,l2h,l2l: integer range 0 to 9；</p><

10、;p>　　signal t1,t2,time:integer range 0 to 70;</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　p1: process(clk,reset,yj)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if rese

11、t='1'then time<=0;current_state<=a; </p><p>　　elsif yj='0' and (clk='1' and clk'event )then</p><p>　　if time<=66 then </p><p>　　time<=time+1;

12、</p><p>　　else time <=0; </p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　current_state<=next_state;</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　end pr

13、ocess;</p><p>　　p2: process (current_state, time,yj) </p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if yj='1'then light<="100100"； </p><p>&l

14、t;b>　　else </b></p><p>　　case current_state is</p><p>　　when a=>light<="001100";t1<=39-time; </p><p>　　if time=39 then next_state<=b;</p><

15、;p>　　else next_state<=a;</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　when b=>light<="010100";t1<=43-time; </p><p>　　if time=43 then next_state<=c;</

16、p><p>　　else next_state<=b;</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　when c=>light<="100001";t1<=67-time;</p><p>　　if time=63 then next_state<

17、;=d; </p><p>　　else next_state<=c;</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　when d=>light<="100010";t1<=67-time;</p><p>　　if time=67 then next

18、_state<=a;</p><p>　　else next_state<=d;</p><p><b>　　end if;</b></p><p><b>　　end case;</b></p><p><b>　　end if;</b></p>&

19、lt;p>　　end process;</p><p>　　p3: process (current_state )</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if current_state = a then</p><p>　　t2 <= t1 + 4;</p>&

20、lt;p>　　elsif current_state = b then</p><p><b>　　t2 <= t1;</b></p><p>　　elsif current_state = c then</p><p>　　t2 <= t1 - 4;</p><p>　　elsif current_s

21、tate = d then</p><p><b>　　t2 <= t1;</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　end process;</p><p>　　p4: process (t1,t2)</p><p><b&

22、gt;　　begin </b></p><p>　　l1h<=t1/10;l1l<=t1 rem 10;l2h<=t2/10;l2l<=t2 rem 10;</p><p>　　end process;</p><p>　　p5: process (l1h,l1l)</p><p><b>　　

23、begin</b></p><p>　　if l1h=0 then led1h<="0000";</p><p>　　elsif l1h=1 then led1h<="0001";</p><p>　　elsif l1h=2 then led1h<="0010";</p&

24、gt;<p>　　elsif l1h=3 then led1h<="0011";</p><p><b>　　else null</b></p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　if l1l=0 then led1l<="0000&qu

25、ot;;</p><p>　　elsif l1l=1 then led1l<="0001";</p><p>　　elsif l1l=2 then led1l<="0010";</p><p>　　elsif l1l=3 then led1l<="0011";</p><

26、;p>　　elsif l1l=4 then led1l<="0100";</p><p>　　elsif l1l=5 then led1l<="0101";</p><p>　　elsif l1l=6 then led1l<="0110";</p><p>　　elsif l1l=7

27、 then led1l<="0111";</p><p>　　elsif l1l=8 then led1l<="1000";</p><p>　　elsif l1l=9 then led1l<="1001";</p><p>　　else null;</p><p>

28、;<b>　　end if;</b></p><p>　　end process;</p><p>　　p6: process (l2h,l2l)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if l2h=0 then led2h<="0000";&

29、lt;/p><p>　　elsif l2h=1 then led2h<="0001";</p><p>　　elsif l2h=2 then led2h<="0010";</p><p>　　elsif l2h=3 then led2h<="0011";</p><p>

30、;　　elsif l2h=4 then led2h<="0100";</p><p>　　else null;</p><p><b>　　end if</b></p><p>　　if l2l=0 then led2l<="0000";</p><p>　　elsif

31、 l2l=1 then led2l<="0001";</p><p>　　elsif l2l=2 then led2l<="0010";</p><p>　　elsif l2l=3 then led2l<="0011";</p><p>　　elsif l2l=4 then led2l&l

32、t;="0100";</p><p>　　elsif l2l=5 then led2l<="0101";</p><p>　　elsif l2l=6 then led2l<="0110";</p><p>　　elsif l2l=7 then led2l<="0111"

33、;</p><p>　　elsif l2l=8 then led2l<="1000";</p><p>　　elsif l2l=9 then led2l<="1001";</p><p>　　else null;</p><p><b>　　end if;</b><

34、;/p><p>　　end process;</p><p><b>　　end</b></p><p><b>　　五、時序仿真</b></p><p>　　顯示模塊軟件時序仿真結(jié)果如下：</p><p>　　圖4 顯示模塊軟件仿真結(jié)果</p><p>

35、<b>　　六、引腳設置</b></p><p>　　根據(jù)電路模式5進行引腳選擇</p><p><b>　　圖5 引腳設置圖</b></p><p><b>　　七、總結(jié)與體會</b></p><p>　　本設計基于VHDL 硬件描述語言,利用FPGA 器件作為主要芯片。在編

36、程過程中充分利用了計數(shù)狀態(tài)所對應的信息,實現(xiàn)了模擬十字路口交通燈的運行狀態(tài)控制。仿真分析和實踐證明,本系統(tǒng)設計是成功的和符合實際的。同時增加了人機交互方面的一些控制信號,則可以實現(xiàn)用戶的手工調(diào)整交通燈的運行。</p><p>　　本次課程設計讓我對VHDL語言的使用又有了新的認識，學會了很多解決錯誤的方法，讓我對EDA技術有了進一步的認識，對其產(chǎn)生了更大的興趣。同時此設計也讓我知道僅僅理論知識是不夠的，需要學會理