EDA交通灯设计报告1.doc

设 计 报 告 课程名称 EDA技术与项目训练 任课教师 唐龙 设计题目 交通信号控制器 班级 电子101 姓名 张习、周松松 学号 1006013105、1006013147 一、设计任务及要求 1）、学习目标 能正确分析任务要求，并确定系统方案拟定顶层结构功能图； 能用状态机结构正确编制交通灯控制系统的VHDL程序； 能在Max+Plus软件平台上对交通灯进行调试、功能仿真； 能在EDA实验系统上进行硬件验证、测试； 能在Max+Plus软件平台上对交通灯的功能与性能进行完善提高； 2）、设计任务： 模拟十字路口交通信号灯的工作过程，利用实验板上的两组红、黄、绿LED作为交通信号灯，设计一个交通信号灯控制器。要求： 交通灯从绿变红时，有5秒黄灯亮的间隔时间； 交通灯红变绿是直接进行的，没有间隔时间； 主干道上的绿灯时间为45秒，支干道的绿灯时间为25秒； 在任意时间，显示每个状态到该状态结束所需的时间。 支干道 主干道 图1 路口交通管理示意图 状态编号 累计时间 东西方向 南北方向 红灯 黄灯 绿灯 倒计时 红灯 黄灯 绿灯 倒计时 S1 25S 0 0 1 25S 1 0 0 30S S2 5S 0 1 0 5S 1 0 0 S3 45S 1 0 0 50S 0 0 1 45S S4 5S 1 1 0 0 1 0 5S 表1 交通信号灯的4种状态 3)、设计要求： 采用VHDL语言编写程序，并在QUARTUSII工具平台中进行仿真，下载到EDA实验箱进行验证。 编写设计报告，要求包括方案选择、程序清单、调试过程、测试结果及心得体会。 使用EDA实验箱上交通灯模块中的12个发光二极管（东西EW方向为主干道，南北NS方向为次干道），指示通行。 使用EDA实验箱上的最左边2个LED数码管显示东西方向倒计时，最右边2个LED数码管显示南北方向倒计时。 使用EDA实验箱上的K1 、K2开关分别设置主干道、次干道上的传感器发出信号。 4）、主要任务： 较复杂数字系统设计的任务分析方法； 实用交通灯控制系统方案的构建方法和顶层结构功能图的拟制； 采用状态机结构正确编制交通灯控制系统（每个状态的计数时间相同，只是显示红黄绿灯，不带数码管显示和带数码管显示和不同时间的带数码显示）的VHDL程序； 在Max+Plus软件平台上对交通灯进行调试、功能仿真； 在EDA实验系统上进行硬件验证、测试； 在Max+Plus软件平台上对交通灯的功能与性能进行完善提高； 5）、项目资讯： 1）、实地调研交叉路口的交通灯控制运行状况。 2）、交通灯控制系统的工作原理。 3）、基于FPGA和VHDL的数字电路与数字系统设计方法与工作流程。 4）、分频器、计数器、译码器、多路选择器、数码管动态扫描显示的VHDL设计。 二、设计原理 1、设计目的： 学习DEA开发软件和MAX+PLUS的使用方法，熟悉可编程逻辑器件的使用。通过制作来了解交通灯控制系统，交通灯控制系统主要是实现城市十字交叉路口红绿灯的控制 2、设计说明 （1）第一模块：clk时钟秒脉冲发生电路 在红绿灯交通信号系统中，大多数情况是通过自动控制的方式指挥交通的。因此为了避免意外事件的发生，电路必须给一个稳定的时钟（clock）才能让系统正常运作。 模块说明： 系统输入信号： Clk: 由外接信号发生器提供256的时钟信号； 系统输出信号： full：产生每秒一个脉冲的信号； （2）第二模块：计数秒数选择电路 计数电路最主要的功能就是记数负责显示倒数的计数值，对下一个模块提供状态转换信号。 模块说明： 系统输入：full: 接收由clk电路的提供的1HZ的时钟脉冲信号； 系统输出信号：tm： 产生显示电路状态转换信号 tl：倒计数值 秒数个位变化控制号 th：倒计数值 秒数十位变化控制号 （3）第三模块：红绿灯状态转换电路 本电路负责红绿灯的转换。 模块说明： 系统输入信号：full: 接收由clk电路的提供的1hz的时钟脉冲信号； tm: 接收计数秒数选择电路状态转换信号； 系统输出信号： comb_out: 负责红绿灯的状态显示。 （4）第四模块：时间显示电路 本电路负责红绿灯的计数时间的显示。 模块说明： 系统输入信号：tl：倒计数值 秒数个位变化控制信号； th：倒计数值 秒数十位变化控制号； 系统输出信号： le