交通灯控器课程设计报告.doc
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湖南大学电气与信息工程学院
本科生课程设计
题 目： 交通灯控制器
课 程： 数电课程设计
专 业： 自动化专业
班 级：
学 号：
姓 名：
设计 时间：
目录
设计目的
设计要求
设计原理
设计程序
五、设计心得
设计目的
1、用红、绿、黄三色发光二极管做信号灯，主干道A为东西向，设红、绿、黄三色灯为AR、AG、AY；支干道B喂南北向。三色灯为BR、BG、BY。
2、主干道车辆较多，所以亮绿灯的时间设为50s；支干道亮绿灯的时间设为30s。当主干道允许通行亮绿灯时则支干道亮红灯；相反，支干道允许通行亮绿灯时则主干道亮红灯。每次由绿灯转变为红灯时，其间要亮5s的黄灯作为过渡，以便行驶中的车辆有时间停到禁止线以内。
3、交通灯正常运行时，用4位数码管M1、M2、M3、M4显示主干道和支干道的倒计时时间，M1、M2显示主干道在当前状态剩余时间；m3、m4显示支干道在当前状态的剩余时间。
4、能实现系统总清0，清0后计数器由出事状态开始计数。指示灯指示主干道亮绿灯。
5、具有一定的扩展功能：
它能实现特殊状态的功能先死，用开关S作为特殊信号传感器，S为1时进入特殊状态并实现下列特殊状态功能：
1）显示器M1、M2、M3、M4闪烁，即在全0和当前计时时间中交替显示。
2）计数器停止计数并保持原来的时间数据。
3）东西、南北方向的三色灯全显示为红色状态。
4）特殊状态解除后能继续返回正常工作状态。
5）进入特殊状态时，音响电路发出急促的“嘀——嘟”声，以示警告。
二、设计要求
1、分析设计任务，拟定多种设计方案，根据当时的制作条件，选定其中的一种方案绘制系统框图和设计流程。
2、设计各部分单元电路或编写VHDL描述程序。计算元器件参数、确定元器件幸好和数量，提出元器件清单。
3、安装调试硬件电路，或制作以CPLD/FPGA为基础的专用集成电路芯片ASIC。
4、对制作的电路进行功能测试，分析各项技术指标；或对设计的电路进行功能仿真，分析仿真波形。对ASIC电路做硬件测试或脱机运行。
5、总结设计资料，打印包括原理电路（或VHDL描述）、仿真波形的设计报告，交验并演示电路装置
三、设计原理
1、系统设计原理框图
交通灯控制器原理框图如下，包括置数模块、主控制器模块、译码器模块和数据选择器模块几个部分。置数模块将交通灯的点亮时间初值预置到置数电路中，预置的具体数据则由控制器当前的状态决定，即点亮不同颜色的灯则置入不同的值。计数器电路则根据预置的初值做减1操作，当减到零时则预置时间到；又使主控制器的状态发生变化，启动计时电路进入下一个状态的倒计时。译码器模块将主控制电路的当前状态译码为红、绿、黄三色信号灯的点亮信号。整个电路的核心是主控制器。
2、主控制器
主控制器决定控制电路状态变化的顺序。主控制器的输入信号有：控制器目前状态S1S0，特殊情况输入信号S、50s计时时间到信号T50,30s计时时间到信号T30，输出信号是控制器的次态Z1Z0。可直接设计为时序电路，也可以先设计为组合电路后加接触发器，下图是主控电路的框图。
四、设计程序
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
entity tr_m is
Port ( rst : in STD_LOGIC;
clk : in STD_LOGIC;
s : in STD_LOGIC;
speak:out std_logic;
BCD_out : out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0);
BCDout : out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0);
led: out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0));
end tr_m;
architecture Behavioral of tr_m is
type numstate is (S1GR,S2YR,S3RG,S4RY,S5RR,S6RR);
signal state : numstate;
signal SBCD_out : STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0);
constant c1: STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0) :=X55;
constan
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