数字逻辑电路和PLD设计实验报告.doc

数字逻辑电路和PLD设计 （0727A044） 实 验 报 告 姓名: 学号: 桌号: 设计时间:2011.7.5—2011.7.6 红绿灯交通管理器 实验要求 利用QuartusII 软件设计一个程序，实现交通路口的红绿信号灯的控制。要求利用VHDL语言分别编写各模块程序，然后在QuartusII 中画出顶层逻辑图，并用波形仿真验证。 实验原理 R1，Y1，G1是甲道红黄绿灯； R2，Y2，G2是乙道红黄绿灯； C1，C2 ，C3分别为三个定时器的工作信号，当C1，C2，或C3为1时，相应的定时器计数； W1，W2，W3为计数器的指示信号，计数器计数时相应的W为0，计数计数时，W为1。 设计内容 该设计采用分层描述方法，以图形输入和原理图输入混合方式建立VHDL描述文件。交通管理器顶层图形输入文件有控制器和三个各为模26，30和5的定时器组成，分别控制两个道口的通行时间和公共停车时间，系统有两组红黄绿灯指示。控制器按照流程图中的状态的变化来控制红黄绿灯的变换以及计时器的计时，当某个计时器工作计数信号w1，w2或w3，由“0”转为“1”时，表示记满，控制器转向下一个状态并计时。个定时器连接控制器的c1，c2，c3，当为“1”时，原计数器计数结束。整个循环互联。当计数器计数时，各减法器做倒计时，各减法器具有置数控制端，当控制端为“1”时，预置30，26，5。可以将时钟信号和置数信号一同设为进程敏感信号，减法计数器的始能端也对应控制器的c1，c2和c3上升沿开始倒计时。 交通灯具体设计内容： 1） 设计三个加法计数器（30s，26s，5s） 2） 设计是三个减法器倒计时（30s，26s，5s） 3） 设计总体状态转换器，完成各输入文件，并产生各模块后，再用原理图输入方式产生总图。 流程框图: 实验内容 实验步骤 打开QuartusII软件建立项目； 新建VHDL语言文本并输入代码，编译，直至编译通过； 用代码生成模块，并在图形编辑界面连接电路图形； 编译，差错，直至编译通过； 建立波形仿真文件进行波形方针，观察仿真结果。 VHDL语言代码 （1）30秒计数器 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity cnt30 is port(clk,enable:in std_logic; c:out std_logic); end cnt30; architecture rt1 of cnt30 is begin process(clk) variable cnt:integer range 30 downto 0; begin if(clkevent and clk=1)then if(enable=1 and cnt30)then cnt:=cnt+1; else cnt:=1; end if; end if; if cnt=30 then c=1; else c=0; end if; end process; end rt1; 实验图如下: （2）5秒计数器 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity cnt05 is port(clk,enable:in std_logic; c:out std_logic); end cnt05; architecture rt3 of cnt05 is begin process(clk) variable cnt:integer range 05 downto 0; begin if(clkevent and clk=1)then if(enable=1 and cnt05)then cnt:=cnt+1; else cnt:=1; end if; end if; if cnt=05 then c=1; else c=0; end if; end process; end rt3; 实验图如下: （3）26秒计数器 library ieee; use ieee.std_logic_1164