交通灯控制逻辑电路设计与总结报告.doc

交通灯控制逻辑电路设计与总结报告 一、设计任务 用CPLD设计路口交通灯控制器 二、设计要求 1、满足一下时序要求：南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮； 2、每一方向的红（绿）黄灯总共维持30秒； 3、十字路口要有时间显示，具体为：当某一方向绿灯亮时，置显示器为30秒，然后以每秒减一技术方式工作，直至减到数为4秒时，红绿灯熄灭，黄灯开始间隙闪耀4秒，减到0时，红绿灯交换，一次工作循环结束，进入下一步另一方向的工作循环； 4、红绿灯均采用发光二极管； 5、设计由晶振电路产生1Hz标准秒信号的单元电路 (实际秒脉冲由开发箱提供)； 6、要求对整体电路进行仿真，观察并记录下仿真波形； 7、选作部分： a、手动调整和自动控制，夜间为黄灯闪耀； b、白天黄灯亮时，以2Hz的速度闪烁点亮四秒； c、红绿灯循环点亮时间可以自由修改。 三、设计设备 含有Quartus软件的电脑一台，可下载的试验台； 四、设计方法 使用VHDL语言进行程序的设计运行和仿真，以及波形的运行仿真，最后进行下载仿真； 五、方案论证 方案1：把整个流程分成几个进程来做； 方案2：每个进程都使用if和case语句实现功能的实现； 方案3：使用状态机来实现状态间的转换； 方案论证： 1、要实现整个流程，需要做的输出内容类型不同，如果放在一个进程里面就比较容易混淆，产生混乱。而采用分成几个进程来做的方式就明确了每个模块的内容和分工，使其调理清晰，一目了然； 2、if语句是条件语句，是VHDL语言中常用的基本语句。该流程中的变量比较繁多，而使用case语句分情况列出来，简洁明了。 3、状态机的使用格式简洁，使用简单方便，特别是在进行状态的转换时候。并行的状态转换不易出错，可将状态转换、赋值、计数等多个功能封装在某一个状态中，并且更加便于为系统添加新的状态功能。 方案选定： 通过以上分析，确定用以上方案为本次设计的方案。 六、工作原理 先对所给时钟脉冲进行分频到标准时钟脉冲；设计两个时钟控制倒计时，倒计时的时间可自由修改，由输入决定；设计另一个时钟，用以控制白天与夜间模式的转换；在白天时，根据倒计时的数字进行红绿灯的状态转换；夜间时，红绿灯状态改为夜间模式：黄灯闪烁。 七、程序设计 ------交通灯控制系统所使用的库和包 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------交通灯控制系统的实体 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- entity jt is port(clk,reset:in std_logic; ------------------时钟脉冲clk由系统直接提供，需要进行分频；reset是启动键，当reset为1是，系统启动 t0:integer range 0 to30; ------------------红绿灯循环点亮的时间，根据输入的不同系统运行的不同 r1,y1,g1,r2,y2,g2:out std_logic; ------------------ r1为东西方向红灯， y1为东西方向黄灯，g1为东西方向绿灯；r2为南北方向红灯，y2为南北方向黄灯，g2为南北方向绿灯 ec0,ec1,nc0,nc1:out std_logic_vector(3 downto 0)); ------------------ ec0,ec1分别为东西方向的倒计时间的个位和十位；nc0,nc1分别为南北方向的倒计时间的个位和十位 end jt; -----------------------------------------------------------