EDA课程设计--交通灯控制系统设计

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1、 课程设计报告课程设计报告 ( 2015 - 2016 年度第 一 学期) 名 称： EDA课程设计 题 目：交通灯控制系统设计 院 系： 科 技 学 院 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 2 成 绩： 日期：2015 年 12 月 10 日 一、课程设计的目的与要求一、课程设计的目的与要求 1.1 实验目的实验目的 掌握交通灯控制系统的基本原理，及用 VHDL 状态机实现该系统的方法。 1.2 实验内容实验内容 设计一个由一条主干道和一条支干道的汇合点形成的十字交叉路口的交通灯控制系统， 具体 要求如下： (1) 主、支干道各设有一个绿、黄、红指示灯，两个显示数码管。

2、(2) 主、支道交替允许通行，主干道每次放行 45 s，支干道每次放行 25 s，在每次由亮 绿灯变成亮红灯的转换过程中，要亮 5 s 的黄灯作为过渡，并进行减计时显示。 1.3 实验要求实验要求 1、用 8 段数码管分别显示两个干道的交通计时。 2、能够正常实现红、黄、绿灯的切换。 二、设计正文二、设计正文 1.1 设计思路 主、干支道交替允许通行，主干道每次放行 45 秒，支干道每次放行 25 秒，由黄转绿的过程 中要亮 5 秒红灯。分析可以得到，主干道绿灯亮 45 秒，黄灯亮 5 秒，红灯亮 25 秒。而且对 应于主干道这一过程，支干道依次亮 45 秒红灯，25 秒绿灯，5 秒黄灯。 1

3、.2、分频器的设计 试验箱上提供的最小信源信号频率是 2 赫兹， 而红绿灯系统的设计是秒计时， 需要 1 赫兹的 信号，因此需要对试验箱提供的 2 赫兹信号进行二分频。本设计中利用 T 触发器对信源信 号二分频。具体实现步骤为：设置信号 cp，每当信源信号 clk 的上升沿到来一次，cp 取反翻 转一次，从而实现二分频。 1.3、红绿灯转换的设计 设置一个计时器，cp 信号上升沿每到来一次，计时器加 1。 因为红绿黄灯完成一次转换的 时间是 75 秒， 所以设计计时器计时达到 75 秒时自动清零， 重新计时。 设从计时器开始计时， 主干道的状态为绿、黄、红，相应的支干道的状态为红、绿、黄。从计

4、时器开始计时为起点， 设置时间轴，根据时间判断亮红灯还是绿灯、黄灯。判断规则是：对于主干道，当时间 countnum 小于 45 秒，绿灯亮；当时间大于等于 45 秒小于 50 秒，黄灯亮；当时间大于等于 50 秒，红灯亮。其中，时间等于 45 秒和 50 秒处是绿黄灯、黄红灯转换点。同理，对于支 干道， 当时间 countnum 小于 45 秒时， 红灯亮； 当时间大于等于 45 秒小于 70 秒时， 绿灯亮； 当时间大于等于 70 秒时， 黄灯亮。 其中， 时间等于 5 秒和 70 秒处是红绿灯， 绿黄等转换点。 主干道和支干道用同一个计时器计时，用两个进程分别判断。 1.4、交通计时的设计 数码管是减计时显示灯亮剩余时间。设置信号 numA,numB 分别计算主干道和支干道上灯亮 剩余时间。因为绿灯亮 45 秒，黄灯亮 5 秒，红灯亮 25 秒，所以在时间轴上，当主干道绿灯 亮时，numA 等于 45 减 countnum