基于FPGA的交通灯论文.doc

毕业设计（论文）基于FPGA的交通灯论文 毕业设计（论文） 题 目： 基于FPGA的交通灯控制器设计 学 生： 指导老师： 系 别： 专 业： 电子信息工程技术 班 级： 07电子信息工程技术2班 学 号： 编号（NO）: 目录 第一章 绪论 1.1、设计任务与要求……………………………………………………………3 1.2、设计概述……………………………………………………………………4 1.3、设计要求和技术指标………………………………………………………4 第二章、方案选择和论证………………………………………………………4 2.1、单元电路及作用……………………………………………………………4 2.2、方案选择……………………………………………………………………4 第三章、单元电路设计与计算…………………………………………………4 3.1、主控制器……………………………………………………………………4 3.2、定时器电路…………………………………………………………………5 3.3、译码电路……………………………………………………………………6 3.4、控制器（传感器）…………………………………………………………6 3.5、计数器………………………………………………………………………8 四、设计总体电路图……………………………………………………………11 五、电路的安装和调试…………………………………………………………12 第七章、收获和体会……………………………………………………………12 第七章、致谢语…………………………………………………………………12 第八章、参考文献……………………………………………………………13 基于FPGA的交通灯控制器 三明学院电子信息工程技术 福建三明 摘要 交通灯是城市交通监管系统的主要组成部分，对于保证机动车辆的安全运行，维持城市道路的顺畅起到了主要作用。目前很多城市交叉路口的交通灯执行的是定时控制，灯亮的时间是预先设定好的，在时间和空间方面的应变性能较差，一定程度上造成了交通资源的浪费，加重了道路交通压力。本文在EDA技能的基础上，运用 FPGA的有关知识设计设计了一个交通灯控制系统，主干道交通灯按绿－黄－红变化，支干道交通灯按红－绿－黄变化。设计采用了自顶向下的设计方法，首先根据功能将电路分为定时器、译码器、计时显示译码电路，时钟脉冲振荡电路，传感器电路，电路总图，然后针对每个模块进行开发。利用+PlusⅡ中的仿真工具对每个模块进行仿真，保证功能正确。在此基础上，将所有模块连接起来，形成完整的设计，并用+PlusⅡ中的仿真工具再次仿真。仿真结果表明功能正确，符合设计要求。最后利用+PlusⅡ将程序下载到Altera FPGA芯片EP1C3T144C8中，实际结果表明电路工作正常，满足了设计要求。验证了设计的交通信号灯控制电路完全可以实现预定的功能，具有一定的实用性。 Verilog HDL，交通灯，FPGA 2、设计要求和技术指标： （1）用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。 （2）当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯，而支干道允许亮绿灯时，主干道亮红灯。 （3）主支干道交替允许通行，主干道每次放行60s、支干道30s。设计60s和30s计时显示电路。 （4）在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，要亮5s的黄灯作为过渡，以使行驶中的车辆有时间停到禁止线以外，设置5s计时显示电路。（此时原红灯不变） （即：主绿次红 黄红 红绿 红黄） 二、方案选择和论证――交通灯控制电路基本原理及电路设计 控制器整体结构如图1 图1 交通灯控制器结构图 1、方案论证 （1）传感器（s）：监测主干道和支干道是否有车，当有车时向主控制器发出信号。 （2）时钟信号发生器：产生稳定的“秒”脉冲信号，确保整个电力装置同步工作和实现定时控制。 （3）计时器：按计时要求记录“秒”脉冲的数目，完成计时任务，向主控制器发出相应的定时信号，控制主、支干道通车时间和绿灯变红灯的切换时间。 （4）控制器：根据传感器和计时器送来的信号，保持或改变电路的状态，以实现对主、支干道车辆运