PLD课程设计报告-- 交通灯控制器设计

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1、 课课 程程 设设 计计 报报 告告 课程名称 PLD 原理与应用 设计题目 交通灯控制器设计 专 业 通信工程 班 级 学 号 姓 名 完成日期 2012.12.23 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 设计题目：设计题目： 交通灯控制器设计 设计内容与要求：设计内容与要求： 通过采用 VHDL 语言对交通灯控制器的设计,使交通灯控制电路用数字信号自 动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人安全 通行,实现十字路口交通管理的自动化。绿灯亮时，准许车辆通行，但转弯的车辆不 得妨碍被放行的直行车辆、行人通行，黄灯亮时，已越过停止线的车辆可以继续通 行，红灯亮时

2、，禁止车辆通行。 指导教师： 吕治国 2012 年 12 月 23 日 课课 程程 设设 计计 评评 语语 成绩：成绩： 指导教师：_ 年 月 日 洛 阳 理 工 学 院 课 程 设 计 报 告 1 一、设计背景 随着我国城市化建设的发展，越来越多的新兴城市的出现，使得城市的交通 成为了一个主要的问题。同时随着我国经济的稳步发展，人民的生活水平日渐提 高，越来越多的汽车进入寻常老百姓的家庭，再加上政府大力发展的公交、出租 车，车辆越来越多了。这不仅要求道路要越来越宽阔，而且要求有新的交通管理 模式的出台。旧有的交通控制系统的弊病和人们越来 越高的要求激化了矛盾，使 原来不太突出的交通问题被提上

3、了日程。现在有关部门愈来愈多的注重在交通管 理中引进自动化、智能化技术，比如“电子警察” 、自适应交通信号灯以及耗资巨 大的交通指挥控制系统等。随着经济的发展和社会的进步，道路交通已愈来愈成 为社会活动的重要组成部分。对交通的管控能力，也就从一个侧面体现了这个国 家对整个社会的管理控制能力，因此各国都很重视用各种高科技手段来强化对交 通的管控能力。 为了确保十字路口的行人和车辆顺利，畅通的通过，往往采用电子控制的交 通信号来进行指挥。而利用 PLD 技术来设计交通灯来完成这个需求就显的更加迫 切，同样也是非常的实用和合理。 二、设计目标 通过采用 VHDL 语言对交通灯控制器的设计,使交通灯控

4、制电路用数字信号 自动控制十字路口两组红、黄、绿交通灯的状态转换的方法,指挥各种车辆和行人 安全通行,实现十字路口交通管理的自动化。绿灯亮时，准许车辆通行，但转弯的 车辆不得妨碍被放行的直行车辆、行人通行，黄灯亮时，已越过停止线的车辆可 以继续通行，红灯亮时，禁止车辆通行。 三、设计原理 1.可编程逻辑器件概述 可编程逻辑器件(简称 PLD)是允许用户编程（配置）实现所需逻辑功能的电 路，一般可利用计算机辅助设计，即用原理图、状态机、硬件描述语言（VHDL） 等方法来表 示设计思想，经过一系列编译或装换程序，生成相应的目标文件，再 由编程器或下载电 缆将设计文件配置到目标器件中， 这时的可编程

5、逻辑器件就可 作为满足用户需求的专用 集成电路使用了。可编程逻辑器件，不仅速度快、集成 度高，并且能随心所欲地完成用户定义的逻辑 功能，还可以加密和重新编程，其 编程次数最大可达 1 万次以上。使用可编程逻辑器件可以大大简化硬件系统、 降 低成本、提高系统的可靠性、灵活性和保密性。PLD 的出现，打破了由中小规模 通用型集成电路和大规模专用集成电路垄断的局面，在通信、数据处理、网络、 仪器、工业控制、军事和航空航天等众多领域得到广泛应用，可以预见，不 久的 将来，PLD 将在集成电路市场占统治地位。 2.硬件描述语言介绍 常用的硬件描述语言有 VHDL、Verilog、ABEL。VHDL：作为

6、 IEEE 的工业 标准硬件描述语言， 在电子工程领域， 已成为事实上的通用硬件描述语言。 Verilog： 支持的 EDA 工具较多，适用于 RTL 级和门电路级的描述，其综合过程较 VHDL 稍简单，但其在高级描述方面不如 VHDL。ABEL：一种支持各种不同输入方式的 洛 阳 理 工 学 院 课 程 设 计 报 告 2 HDL，被广泛用于各种可编程逻辑器件的逻 辑功能设计，由于其语言描述的独立 性，因而适用于各种不同规模的可编程器件的设计。 3.仿真软件 Quartus II 简介 Altera 设计的 Quartus II 软件提供了完整的多平台设计环境，它可以轻易 满足各种 特定设计的需要，也是单芯片可编程系统(SOPC)设计的综合性环境和 SOPC 开发的基 本设计工具，并为 Altera DSP 开发包进