基于SOPC交通灯的EDA课程设计

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1、 EDAEDA 课程设计报告书课程设计报告书 题目: 十字路口交通灯的设计 专 业： 电子信息科学与技术 2012 年 5 月 12 日 EDA 课程设计论文 2 信息工程学院课程设计任务书信息工程学院课程设计任务书 学生姓名 学 号 成 绩 设计题目 十字路口交通灯的设计 设 计 内 容 1.总体设计框图 2.系统功能说明 3.工作原理介绍 4.引脚说明 5.软件设计流程 设 计 要 求 1.东西方向红灯亮时，南北方向绿灯亮 2.东西方向红黄亮时，南北方向绿黄亮 3.东西方向红绿亮时，南北方向红灯亮 4.东西方向和南北方向的红灯亮的时间均为 15s 5.东西方向和南北方向的黄灯亮 5s，且在

2、最后 3s 时，两个方向的黄灯每隔 1s 亮 灭闪烁 6.当紧急情况到来时，东西和南北方向的红灯全亮，数码管停止计时，紧急情况 过后，系统恢复正常 7.点阵上循环显示“交通灯”三个字，且每个字的显示时间为 0.5s 参 考 资 料 2012 年 5 月 12 日 EDA 课程设计论文 3 摘要摘要 随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三 者的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一，城市的交通控制系统 是用于城市交通数据监测、交通信号控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它 是现代城市交通监控指挥系统的重要组成部分。同时，生活水平的提高，汽车的 普及化，给交通带

3、来了更大的挑战，道路的负载加重，带来的是交通事故越来越 多。所以，如何采用合适的方法，最大限度的利用好交通灯的控制，缓解城市道 路交通堵塞问题，降低交通事故发生率，成为人们共同关注的话题。本设计采用 FPGA 技术，完成了一个简单实用的十字路口交通灯的控制系统。 关键字： 控制 管理 缓解 EDA 课程设计论文 4 目录 1 主要技术指标和方案阐述 6 1.1 主要技术指标 6 1.2 方案阐述. 6 1.3 工作原理. 5 2 详细电路设计 7 2.1 主控制器的设计 7 2.2 紧急情况电路设计 7 2.3 译码电路 6 2.4 蜂鸣器模块. 7 2.5 东西方向模块. 7 2.5.1 红

4、黄绿灯控制模块 9 2.5.2 计时模块 9 2.6 南北方向模块. 9 2.6.1 红黄绿灯控制模块 9 2.6.2 计时模块 9 2.7 点阵模块. 9 2.8 蜂鸣器模块. 11 2.9 时钟模块. 11 3 引脚分配 12 总结 14 参考文献 14 附录：源程序清单 15 EDA 课程设计论文 5 1 1 主要技术指标和方案阐述主要技术指标和方案阐述 1.11.1 主要技术指标主要技术指标 1.东西方向红灯亮时，南北方向绿灯亮 2.东西方向红黄亮时，南北方向绿黄亮 3.东西方向红绿亮时，南北方向红灯亮 4.东西方向和南北方向的红灯亮的时间均为 15s 5.东西方向和南北方向的黄灯亮

5、5s，且在最后 3s 时，两个方向的黄灯每隔 1s 亮灭闪烁 6.当紧急情况到来时，东西和南北方向的红灯全亮，数码管停止计时，紧急情 况过后，系统恢复正常 7.点阵上循环显示“交通灯”三个字，且每个字的显示时间为 0.5s 1.2 1.2 方案阐述方案阐述 系统采用现场可编程逻辑器件作为主控制器，外加按键模块、数码管显示模 块、 译码器模块、 点阵显示模块和蜂鸣模块构成。 计时数据在数码管上显示出来， 点阵上循环显示“交通灯”三个字。蜂鸣器作为紧急情况使用。系统的基本框图 如下： 图 1-1 系统原理框图 1.3 工作原理工作原理 系统开始时，南北方向和东西方向正常工作，两个方向的红、黄、绿三

6、灯交 EDA 课程设计论文 6 替亮灭，当紧急情况到来，即按键 S1 按下时，两个方向的数码管停止计时，而 且两个方向的红灯全部点亮，蜂鸣器响起，表明此时南北和东西方向行人和普通 车辆严禁通行。当紧急情况过后，系统恢复正常，按照紧急情况到来之前继续工 作。两个方向的时间显示用两位数码管显示。 2 详细详细电路设计电路设计 2.1 主控制器的设计主控制器的设计 系统采用 altera 公司的 cyconeIII 系列芯片，封装为 FBGA 贴片式封装，速度 等级 3，引脚个数 780 个。由于引脚个数较其他芯片多，因此，外部硬件资源比 较多，而且性能很好，稳定，易于控制。 2.2 紧急情况电路设计紧急情况电路设计 本设计的紧急情况用按键来模拟，当按键按下时，紧急情况到来，按键释放 后，紧急情况消失。按键与主控制器连接图如下图所示： 图 2-1 按键与主控器连接图 按键只有逻辑电平“0”和“1”两种状态，当按下时，为逻辑电平 0，当未按 下时，为逻辑电平 1。本设计中只用到了其中的一个按键 S1，当 S1 按下时，紧 急情况到来，当 S1 未