EDA交通灯课程设计--十字路口交通灯控制器设计

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1、 EDA 技术课程设计 十字路口交通灯控制器设计 学 院 电气与信息工程 专 业 电子信息工程 班 级 课程名称 EDA 技术 学号 姓名 指导教师 * 目录目录 一、设计题目一、设计题目 1 二、二、设计任务和要求设计任务和要求 . 1 三、三、EDAEDA 设计设计. 2 3.1、明确系统的功能，并进行逻辑抽象 2 3.2、模块功能说明 3 3.3、波形仿真及分析 3 3.3.1、代码 3 3.3.2、各模块 rtl 电路及功能仿真和时序仿真 4 四、硬件测试四、硬件测试 7 五、实验困难问题及解决措施五、实验困难问题及解决措施 . 7 参考文献参考文献 9 附录附录 10 1 前前 言言

2、 伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高, EDA 技术在电 子信息、通信、自动、控制及计算机应用等领域的重要性日益突 出。随着技术市场与人才市场对 DEA 需求的不断增加,交通的问 题日益突出，单单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以设计 交通灯来完成这个需求就显的越加迫切了。 为了确保十字路口的 行人和车辆顺利、畅通地通过,往往采用电子控制的交通信号来 进行指挥。 以下就是运用数字电子设计出的交通灯： 其中红灯亮, 表示该条路禁止通行；黄灯亮表示停车；绿灯亮表示允许通行。 一、设计题目设计题目 十字路口交通灯控制器设计。 二、二、设计任务和要求设计任务和要求 用 EDA 技术设计一个十字路

3、口的交通信号灯控制器， 控制 A、 B 两 条交叉道路上的车辆通行，具体要求如下： 设计一个十字路口交通信号管理控制器。对于每个路口，可实现 直行、停止、左转指示，并显示当前状态剩余时间 1. 每个方向有直行红灯、直行绿灯、 停行黄灯和左转绿灯共 4 个 LED 指示灯组成； 2. 每个方向用两位数码管显示当前状态剩余时间； 3. 系统复位后进入东西直行，南北禁行状态； 4. 直行状态最后 3 秒内，绿灯闪烁状态； 2 三三、EDA 设计设计 由于本设计实验的功能较多，所以就采用模块化设计。整个程序 设计基于 8 种状态，如下表所示： 交通灯状态转换表 状态 S S1 S2 S3 S4 S5

4、S6 S7 S0 A 方向 左拐 a1 黄灯 ay 绿灯ag 黄灯ay 红灯 ar 红灯 ar 红灯 ar 红灯 ar 亮灯时 间 10s 4s 20s 4s 33 B 方向 红灯 br 红灯br 红灯 br 红灯 br 左拐 b1 黄灯 by 绿灯 bg 黄灯 by 亮灯时 间 38s 10s 4s 15s 4s 注释：系统复位后进入 A 方向直行绿灯，B 方向直行红灯的状态即 S3。 图 1 A、B 方向示意图 图 2 整体模块示意图 3.1、明确系统的功能，并进行逻辑抽象 A 方 向 B 方向 监督 顶层模块 控制模 块 分频模块 计数模块 显示模块 译码模块 3 如图 1 本方案可实现

5、在确定时刻，倒计数数字显示能够及时变 化，红黄绿灯能准确变化，考虑到实际应用，加入人工监督功能，通 过改变频率来控制交通灯亮灭的时间的长短。本设计采用模块化设 计，图 2 为本设计十字路口交通等系统的层次结构框图。 3.2、模块功能说明 1.主控制模块（kongzhi）：控制系统输入输出之间联系。 2.显示模块（xianshi）：显示倒计时时间和工作状。其输出用来 驱动 4 位共阴数码管，并显示倒计时时间（动态扫描）。 3.分频模块（fenpin）：本系统动态扫描需要 1KHZ 的脉冲而系统 时钟需要 1HZ 的脉冲， 分频器主要为系统提供所需要的时钟脉冲。 该 模块将 1KHZ 的脉冲信号进

6、行分频，产生周期为 1hz 的方波，作为系 统时钟信号的倒计时闪烁信号。 4.译码模块（yima）:根据控制信号，驱动交通灯即 LED 的显示。 5.计数模块(jishu)：用来设定 A 方向和 B 方向计时器的初值，并 为显示模块提供倒计时时间。 6.顶层模块 jiaotongdeng，连接各模块设计，使之成为一个有机 体。 前 5 个模块分别进行仿真测试，成功后把所有.vhdl 文件包含在 工程 jiaotongdeng，实现模块化设计。 3.3、波形仿真及分析 3.3.1、代码 见附录一。 4 3.3.2、各模块 rtl 电路及功能仿真和时序仿真 各模块分别建立工程文件，并进行功能仿真、时序仿真，前六个 模块成功编译，得到正确仿真结果后，建立顶层模块。 模块一：控制模块（kongzhi） 图 3 控制模块（kongzhi）rtl 图 图 4 控制模块（kongzhi）仿真图 模块二：计时模块（jishi） 图 5 计时模块(jishi)rtl 图 5 图 6 计时模块(jishi)仿真图 模块三：显示模块（xianshi） 图 7 显示模块(xiansh