EDA交通灯实验报告.doc

实验：交通灯设计 一、设计任务及要求： 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4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40秒，支干道的绿灯时间为20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 A B C 主干道交通灯 绿（25秒） 黄（5秒） 红（30秒） 支干道交通灯 红（30秒） 黄（5秒） 绿（25秒） 表1 交通信号灯的4种状态 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、调试过程及测试结果。 二、设计原理 1、设计目的： 学习DEA开发软件和QuartusII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 秒数个位变化控制信号 th：倒计数值 秒数十位变化控制信号 （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 秒数十位变化控制信号； 系统输出信号： led7s1: 负责红绿灯的显示秒数个位。 led7s2： 负责红绿灯的显示秒数十位。 设计方案 时间显示数据输出 红黄绿灯信号输出 图2 交通信号灯控制器的原理框图 采用VHDL语言输入的方式实现交通信号灯控制器 CLK 时间显示数据输出 信号灯输出 图3 交通信号灯控制器程序原理框图 该程序由7个进程组成，进程P1和P2将CLK信号分频后产生1秒信号，进程P3、P4、P5构成两个带有预置数功能的十进制计数器，其中P4产生允许十位计数器计数的控制信号。进程P6实现状态转换和产生状态转换的控制信号，进程P7产生次态信号和信号灯输出信号，以及每一个状态的时间值。 四、程序清单： LIBRARY IEEE; USE I