EDA课程设计十字路口交通灯控制系统.doc

课 程 设 计 说 明 书 题 目：十字路口交通灯控制系统 系 别：计 算 机 科 学 与 技 术 班 级： 10 计 科 2 姓 名： 王 维 指导老师： 郑 朝 霞 同组成员：白雪峰 黄贵强 湖 北 工 业 大 学 二O一二 年 十二 月 二十一 日 目 录 概述 设计任务与要求··········································3 系统分析 电路工作原理及设计思路··································4 总体和模块框图 总体框图················································6 具体模块框图············································6 功能模块设计 各模块原理及其程序······································9 程序代码设计与分析 程序代码················································12 运行仿真 ························································19 心得体会 ························································22 参考文献 ························································22 概述 在熙熙攘攘的都市中，为了保证城市道路的畅通与行人的安全，交通灯是城市交通监管的重要组成部分。但由于目前很多城市的交通灯实行的是定时控制，在时间和空间方面的应变性能较差，在一定程度上造成了交通资源的浪费，加重了道路交通压力。而设计周全的交通灯考虑了车流量等因素，有较大的可变性。在一定程度上改变了城市交通的现状，减少交通事故发生的概率。 EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的缩写，在20世纪60年代中期从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。 EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。 　　 设计任务与要求： 设计任务 设计一个十字路口交通控制器，分为手动操作、自动操作和复位系统，假设南北方向和东西方向，两个方向分别设置左拐、绿、黄和红四盏灯，每个方向设置一组倒计时显示器，用以指挥车辆和行人有序的通行。红灯亮表示左转和直行车辆禁行；绿灯亮表示直行车辆可以通行；黄灯亮表示左转或直行车辆即将禁行；左拐灯亮表示左转车辆可以通行；倒计时显示器用来显示允许通行或禁止通行的时间 。 设计要求 在十字路口南北和东西两个方向各设一组红灯、绿灯、黄灯和左拐灯。显示顺序：绿灯→ 黄灯→ 红灯→ 左拐→ 黄灯→ 红灯。在南北和东西两个方向各设一组倒计时显示器。 自动控制：设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行的时间，南北方向为主干道，左拐、绿灯、黄灯和红灯显示时间分别是20s、20s、5s和20s。东西方向为次干道，左拐、绿灯、黄灯和红灯显示时间分别为15s、15s、5s和25s。 手动控制：按按钮依次执行以上显示状态，绿灯→ 黄灯→ 红灯→ 左拐→ 黄灯→ 红灯，倒计时显示为“0”。 系统设有总复位开关，可在任意时间内对系统进行复位。 通过开关按钮切换交通灯的工作状态。 系统分析 2.1交通灯工作流程分析 　　十字路口的交通灯指挥着行人和各种车辆的安全运行。实现红绿灯的自动指挥是城市交通管理自动化的重要课题。在一个具有主、支干道的十字路口，设计一个交通灯自动控制装置，实现如下功能： 　　1.由主干道和支干道汇合成十字路口，在入口处设置 　　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.当主干道与支干道均无车辆要求通行时，主干道应保持畅通，亮绿灯；支干道亮红灯。 　　3.如果主干道无车，支干道有车，则允许支干道通行，主干道亮红灯，支干道亮绿灯。 　　4.如果主干道和