1、 1 课程设计报告课程设计报告 一、设计原理与技术方法： （一）电路工作原理分析与原理图 1、工作原理 （1）交通灯控制模块 由 0-62s（共 63 秒）的计数器以及红绿灯控制器组成。通过 63s 计数器控制红 绿灯的亮灭时间。如下图，为交通灯亮灭时间设计： 图 1-1 交通灯状态转换示意图 南北方向 绿灯 绿灯黄灯 红灯 27 秒 3 秒 3 秒 33 秒 东西方向 红灯 绿灯 绿灯黄 33 秒 27 秒 3 秒 3 秒 表 1-1 交通灯状态转换示意图 （2）倒计时控制模块 由 33 秒倒计时计数器和转换器以及驱动七段数码管显示器组成。 （3）紧急状态 当 hold =0时，交通正常工作
2、。绿灯亮 27 秒后闪烁 3 秒，黄灯亮 3 秒，然后 转红灯，红灯亮 33 秒后转绿灯，依次循环。 当 hold = 1时，为紧急状态，南北、东西向均红灯亮。且 33 秒倒计时停止， 并保留计数值。 当 hold=1跳变到 hold=0时，数码管继续计时，恢复正常工作状态。 南北方向 东西方向 红灯 红灯 黄灯绿灯 绿灯 黄灯 59s 32s 29s 32s 62s 62s 26s 56s 绿 灯 闪 烁 绿 灯 闪 烁 2 图 1-2 系统框图 （二）元器件选择 本系统采用 EDA 实现系统实验箱来设计交通灯控制器，模拟实现了红、绿灯指挥 交通的功能。采用 CPLD（EPF10K10LC8
3、4-4）芯片开发，用 VHDL 语言编程设计。 （三）电路调试方法与结果说明 本系统采用波形仿真与实验箱编程下载结合的调试方法。 结果为红、绿、黄三色信号灯依次按规定时间亮灭，绿灯亮 27 秒后闪烁 3 秒，黄 灯亮 3 秒，然后转红灯，红灯亮 33 秒后转绿灯。同时用数码管指示当前状态（红、黄、 绿灯）剩余时间(33s 倒计时)。另有一个紧急状态，当紧急状态出现时，两个方向都禁 止通行，倒计时计数值保留，指示红灯。紧急状态解除后，继续计时并指示时间。 （四）软件技术方法 采用 max+plusII 软件，使用 VHDL 语言编程底层文件，顶层文件用原理图设计完 成整体交通灯设计。 （五）软件
4、设计说明书及流程图 本系统由 63 秒计数器（counter） 、红绿灯控制器（controller） 、33 秒倒计时计 数器（num33） 、数制转换（change） 、驱动 sel0，sel1（count4） 、四选一（count4_1） 、 双管显示转换（mux2B1） 、七段数码管显示转换（decoder）共八个模块组成。 63 秒计数器（counter）是 63 进制的计数器。 红绿灯控制器（controller）通过 63 秒计数器，按规定通行时间控制红绿灯的 亮灭，当绿灯亮 27 秒后使其闪烁 3 秒，将绿灯的控制信号等于 CLK 的信号，即可实现。 33 秒倒计时计数器（nu
5、m33）是 33 进制的计数器，由 32 开始递减计数，等于零后 再跳转从 32 开始递减计数。 数制转换（change）是将计数器产生的数字转换成二进制数。驱动 sel0，sel1 （count4）为 4 进制计数器，产生 00,01,10,11 四个信号驱动 sel。 四选一（count4_1）为 4 进制计数器，其作用为双管显示转换器提供选中 sel 的 四个信号中之一的信号。 双管显示转换（mux2B1）将 8 位二进制数分开，低四位在显示转换后一个数码管 显示，高四位在显示转换后在另一个数码管显示，例如当 sel=00 时 33 秒计数器产生 的数的二进制数的低四位在第一个数码管显示
6、，高四位将在另一个数码管显示。 七段数码管显示转换（decoder）驱动七段数码管。 63 秒计数器 33秒倒计时计数 器 红绿灯控制器 转换译码驱动 显示七段数码 Clock Hold Reset 七段数码管显示 Led 红绿灯 3 下图为系统流程图： 图 5-1 交通灯系统流程图 （六）软件源程序代码 1、63 秒计数器 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity counter is port(clk:in std_logic; reset:in std_logic; hold:in std_logic; countnum:buffer integer range 0 to 62); end counter; architecture behavior of counter is begin process(reset,clk) begin if reset=1 then countnum=0; Y N Hold=0 ？ ？ 63s 计数器计数 交通灯控制器控制红绿 黄灯亮灭 33 倒计时计数
