1、 1 现代通信网设计报告 课程名称：课程名称： 现代通信网课程设计现代通信网课程设计 设计名称：设计名称： 基于基于 FPGAFPGA 的交通灯设计的交通灯设计 姓姓 名：名： 学学 号号: : 班班 级：级： 指导教师：指导教师： 起止日期：起止日期： 2 设计要求： 应用场景如图所示，主干道通行时间 100s，次干道通行时间 30s，黄灯时 间 5s，要求实现上述场景的交通灯设计，并能实现交警对红绿灯的任意控制。 3 方方 向向 设设 计计 学学 生生 日日 志志 时间 设计内容 2016.06.04-05 ISE 软件安装，学习并应用熟悉 ISE 软件 2016.06.06-09 学习
2、FPGA 教材相关知识，参考教材交通灯设计例题 2016.06.12-13 设计题目分析，构造设计思路 2016.06.14-18 各模块程序代码的编写，修改 2016.06.19-21 程序代码整合，调试，修改，并进行仿真测试 2016.06.25 对相关的 FPGA 管脚地认知，学习 2016.06.26-28 绑定管脚，下载程序到板子上运行调试 2016.06.29-30 编写，完善课程设计报告 4 基于基于 FPGA 的交通灯设计的交通灯设计 一、一、 摘要摘要 交 通灯是 城市交通 监管系 统的重 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 畅起到了重 要
3、作用。据了解，传统的交通 灯是定时控 制的 ，即控制 时间是预先 已经设定好 的，这样 不利于实时 控制交通 信号，不能 根据 实际情况及 时的调整 交通信号，容易导致 道路资源，时间的浪 费，同时也 不便 于突发情况 的预处理。通 过这次的课 程设计，我将 对此情况作 出一些改进 行的 设计。我将 基于 FPGA 设计交 通灯控制 系统，为了 对交通灯系 统进行精确 控制 ,采用 FPGA 实验板 ,在 ISE 软件环境下 ,分别 实现脉冲发 生模块 、状态定时 模 块、 交通 灯显示 模块 进行仿 真实 验和 硬件下 载 ,获得 的测 试结 果满足 设计要 求 。 二、二、 设计目的和意义
4、设计目的和意义 狭义上，通过本次课程设计，应用基于 FPGA 的现代数字系统设计以及 现代通信网和通信原理等所学的相关知识，完成简易的十字路口交通灯 控制通信系统设计，达到理论和实践的有效结合，进一步提高我们综合应用所学 知识和设计能力。并且经过这次设计，可以让我对 FPGA 的相关知识有更深一层 的认识，对 ISE 程序设计软件有了更清楚的认知，对通信的基本架构也有清晰的 理解。 通过本次的设计，对交通信号灯的控制，工作原理有了进一步的认知，这对 以后根据发展后的实际情况对信号灯的控制进行进一步的修改，完善，奠定了一 定基础，同时也让自己获得了一点软件系统设计的经验。 培养动手能力，能够实际
5、操作，有利于以后工作生活，让我们体会到通信的根 本含义。 宏观上，由于采用了 EDA 技术,使数字系统设计的效率显著提高。FPGA 技术 飞速发展，FPGA 的应用领域不断扩大，用 FPGA 来设计交通灯控制器是现代社 会交通的需要，FPGA 侵蚀原有 ASIC 市场的用量极为可观。此也成为近年来众 人关注 FPGA 的首要焦点，不过也因为过于聚焦高用量、大市场的观察，使 FP GA 的其他新应用发展被人所忽略，但这些应用却也极具意义。 5 三、三、 设计原理设计原理 3.1、功能描述功能描述: : 实现一个由一条主干道和一条支干道的汇合点形成的十字路口的交通灯控制 器，具体功能： (1) 主
6、、支干道各设有一个绿、黄、红指示灯（用LED灯表示）。 (2) 主干道处于长允许通行状态，而支干道有车来时才允许通行。当主干道允许 通行亮绿灯时，支干道亮红灯。而支干道允许通行亮绿灯时，主干道亮红灯。 (3) 当主干道、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次通行100s，支 干道每次通行30秒，在每次由绿灯向红灯转换的过程中，要亮5秒的黄灯作为过 渡，并进行减计时显示。每个周期结束时都要进行支干道是否有车的检测，若有 车则进行下一个周期，若没有，则主干道亮绿灯，支干道亮红灯，直到检测到支 干道有车。 3.2、系统原理图、系统原理图 根据题目要求，设计如下总的系统框图 交通灯控制系统框图 主 控 制 器 清零复位 状态选择信号 绿 黄 红 绿 黄 红 定 时 计 数 器 时钟信号 6 3.3、系统的引脚、系统的引脚 根据
