Verilog_HDL的交通灯控制器设计.doc

课程设计报告 2015-2016学年第2学期 课程设计名称： 电子综合设计EDA课程设计 院 （系）： 电子信息学院 专业： 电子信息工程 班级： 电子1313 姓名： xx 学号： 1310034303xx 综合实验时间： 2016/7/11-2016/7/15 指导教师： 钟 旭 提交时间： 2016/7/15 上海电机学院课程设计任务书 课程名称 电子综合设计EDA课程设计 课程代码 033117P1 课程设计 课题清单 1、数字式竞赛抢答器 2、自动售票机 3、乒乓球比赛游戏机 4、电子密码锁 5、出租车自动计费器 6、洗衣机控制器 7、交通信号灯控制器 8、电梯控制器 设计时间 2016 年 7 月 11 日 —— 2016 年 7 月 15 日 一、课程设计任务汇总 设计任务：交通信号灯控制器 功能要求： 1、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； 2、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； 3、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； 4、主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行时间A，支干道每次放行时间A，设立A、B计时显示电路； 5、在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮黄灯C时间作为过渡，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外，设立C计时显示电路。 时间ABC 二、对课程设计成果的要求（包括课程设计报告、图纸、图表、实物等软硬件要求） 1．课程设计基本要求 课题分析、查阅资料、方案论证、方案实现、系统联调、撰写课程设计报告 2．成果要求 （1）系统方案 （2）电路RTL原理图 （3）Verilog源程序和流程图（或状态机转移图） （4）Verilog测试程序 （5）设计说明书（课程设计报告） 三、课程设计工作进度计划： 时间 安排内容 星期一 下达任务 星期二 程序设计 星期三 程序调试 星期四 撰写报告 星期五 考核答辩 四、主要参考资料： 指 导 书：《Verilog数字系统设计教程》 夏宇闻编著 北京航空航天大学出版社 参考资料：《EDA设计实验教程》 艾明晶编著 清华大学出版社 目录 第一章 设计原理 4 1.1设计要求 4 1.2设计思路和原理 4 1.3实现方法 4 第二章 Verilog HDL程序设计 6 2.1整体设计 6 2.2 具体设计 7 第三章 仿真测试 7 3.1 波形仿真 7 第四章 设计总结 10 第一章 设计原理 1.1设计要求 设计一个交通控制器，用LED显示灯表示交通状态，并以7段数码显示器显示当前状态剩余秒数 主干道绿灯亮时，支干道红灯亮；反之亦然，二者交替允许通行，主干道每次放行35s，支干道每次放行25s。每次由绿灯变为红灯的过程中，亮光的黄灯作为过渡，黄灯的时间为5s。能进行特殊状态显示，特殊状态时东西、南北路口均显示红灯状态。用LED灯显示倒计时，并且能实现总体清零功能，计数器由初始状态开始计数，对应状态的显示灯亮。能实现特殊状态的功能显示 1.2设计思路和原理 (1) 主、支干道用传感器检测车辆到来情况，实验电路用逻辑开关代替。 (2) 选择1HZ时钟脉冲作为系统时钟。 (3) 45s、25s、5s定时信号可用顺计时，也可用倒计时，计时起始信号由主控电路给出，每当计满所需时间，启、闭三色信号灯，并启动另一计时电路。 (4) 交通灯状态变化如表1及图1所示: 表1 交通灯状态图 图1 交通灯状态图 (5) 交通灯设计输入信号4个：CLK(时钟)，EN(使能)，EMERGENCY(紧急)，BCHECK(检测) ；输出信号4个：LAMPA(主干道信号灯)，LAMPB(支干道信号灯)，ACOUNT(主干道计数器)，BCOUNT(支干道计数器)。交通灯控制原理如图2所示。 图2 交通灯原理图 1.3实现方法 本次采用文本编辑法，即利用Verilog HDL语言描述交通控制器，通过状态机计数法，实现设计所要求的交通灯控制及时间显示。设计中用两组红黄绿LED模拟两个方向上的交通灯，用4个