基于VHDL的交通灯课程设计论文解析.doc
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EDA课程设计
——交通灯设计
学院: 电 气 信 息 学 院
专业: 通 信 工 程
班级: 02
学号: 1104140209
姓名: 廖 振 宇
指导教师: 杨 志 芳
2013年11月30日
十字路口的信号灯控制电路
设计任务与要求
实现一个十字路口的信号灯控制电路。
信号灯分别由红、黄、绿,左转四个灯组成,运行时,东西方向绿灯亮45秒钟,黄灯亮5秒,左转灯亮15秒,黄灯亮5秒,红灯亮,同时另一方向的绿灯亮,红灯亮的时间为60秒 。期间南北方向绿灯亮40秒,黄灯5秒,左转灯10秒,黄灯5秒。
总体框图
图一交通灯控制系统框图
1.设计思路:
在某一十字路口交叉地带,可设置东西走向的道路为主道,南北走向的道路为次道,主次车道的交通灯需按交通法则交替运行。则可设计逻辑电路。
2.分析系统的逻辑功能:
交通灯控制系统原理图如图一,由计数器、分频器、控制器、分位译码电路、扫描显示电路等部分组成。
3.个状态过程如下:
状态一:主干道红灯LED显示数字60,次干道绿灯显示40为状态s0;
状态二:次道绿灯主道红灯持续时间小于40s时,s1状态保持不变,若持续时间等于45s时,转换到下一状态。
状态三:次道黄灯计时小于5s主道红灯持续时间小于45s时,s2状态保持不变,若黄灯持续时间等于5s时,s2转换到下一状态。
状态四:次道左转灯主道红灯持续时间小于10s时,s3状态保持不变,若持续时间等于10s时,s3转换到下一状态。
状态五:次道黄灯主道红灯持续时间小于5s时,s4=0状态保持不变,若持续时间等于5s时,s4转换到下一状态。
状态六:主道绿灯显示数值45,次道红灯显示数值70s,当主道绿灯持续时间小于45s时s5状态保持不变,等于45秒时,s5跳转到下一状态。
状态七:主道黄灯显示数值5,次道红灯显示数值25s,当主道黄灯持续时间小于5s时s6状态保持不变,等于5s时,s6跳转到下一状态。
状态八:主道左转灯显示数值15,次道红灯显示数值20s,当主道左转灯持续时间小于15s时s7状态保持不变,等于15秒时,s7跳转到下一状态。
状态九:主道黄灯显示数值5,次道红灯显示数值5s,当主道黄灯持续时间小于5s时s8状态保持不变,等于5s时,s8跳转到下一状态。
选择器件
装有Altera公司QuartusII仿真软件的计算机一台。
选择FPGA器件:Cyclone中的EP1C12Q240C8。
EDA-VI实验箱一台。
实现数据下载的数据线,导线。
开关以及LED灯。
四位八段数码显示管。
功能模块
模块一 :分频器
分频器实现的是将高频时钟信号转换成低频时钟信号,clk信号经分频器将50MHz分为250Hz和1Hz提供给计数器、控制器和扫描显示电路所需的时钟计时脉冲。
分频器模块(div)
VHDL源程序:
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity div is
port(clk3:IN std_logic;
clkout1,clkout2:OUT std_logic);
end div;
architecture one of div is
begin
process(clk3)
variable cnt:integer range 0 to
variable tmp:std_logic;
begin
if(clk3event and clk3=1)then
if cntthen
cnt:=0;
tmp:=not tmp;
else cnt:=cnt+1;
end if;
end if;
clkout1=tmp;
end process;
process(clk3)
variable cnt:integer range 0 to 100000;
variable tmp:std_logic;
begin
if(clk3event and clk3=1)then
if cnt=99999 then
cnt:=0;
tmp:=not tmp;
else cnt:=cnt+1;
end if;
end if;
clkout2=tmp;
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