EDA交通燈控制電路設計(共10頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上設計課題二：交通燈控制電路設計一、問題描述：交通燈的顯示有很多方式，如十字路口、丁字路口等，而對于同一個路口又有很多不同的顯示要求，比如十字路口，車輛如果只要東西和南北方向通行就很簡單，而如果車子可以左右轉彎的通行就比較復雜，本實驗僅針對最簡單的南北和東西直行的情況。二、功能要求：要完成本實驗，首先必須了解交通路燈的燃滅規(guī)律。依人們的交通常規(guī)，“紅燈停，綠燈行，黃燈提醒”。其交通燈的燃滅規(guī)律為：初始態(tài)是兩個路口的紅燈全亮，之后，東西路口的綠燈亮，南北路口的紅燈亮，東西方向通車，延時一段時間后，東西路口綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，東西路口紅燈亮，而同時南北路口的

2、綠燈亮，南北方向開始通車，延時一段時間后，南北路口的綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，再切換到東西路口方向，重復上述過程。系統(tǒng)要求實現(xiàn)對2組交通燈控制信號的模擬輸出，其控制規(guī)律為如上所述，同時要完成等待時間模擬的輸出，即紅綠燈的持續(xù)時間倒數(shù)輸出。系統(tǒng)時鐘輸入為一個1KHz的系統(tǒng)時鐘。目錄一、交通燈控制電路設計的主要功能交通燈控制電路設計遵循“紅燈停，綠燈行，黃燈提醒”原則。其初始態(tài)是兩個路口的紅燈全亮，之后，東西路口的綠燈亮，南北路口的紅燈亮，東西方向通車，延時一段時間后，東西路口綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，東西路口紅燈亮，而同時南北路口的綠燈亮，南北方向開始通車，延時一段時間后，南

3、北路口的綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，再切換到東西路口方向，重復上述過程。系統(tǒng)要求實現(xiàn)對2組交通燈控制信號的模擬輸出，其控制規(guī)律為如上所述，同時要完成等待時間模擬的輸出，即紅綠燈的持續(xù)時間倒數(shù)輸出。系統(tǒng)時鐘輸入為一個1KHz的系統(tǒng)時鐘。本實驗中主要應用了狀態(tài)機以及減法器的設計原理。在狀態(tài)連續(xù)變化的數(shù)字系統(tǒng)設計中，采用狀態(tài)機的設計思想有利于提高設計效率，增加程序的可讀性，減少錯誤的發(fā)生幾率。同時，狀態(tài)機的設計方法也是數(shù)字系統(tǒng)中一種最常用的設計方法。二、課題的功能模塊的劃分 CLK倒計時模塊交通燈控制轉換模塊三、主要功能的實現(xiàn) 1.1倒計時模塊倒計時模塊采用減法計數(shù)器設計，等到時鐘的上升沿來

4、到時，對計數(shù)器進行計數(shù)。其中減法計數(shù)器的代碼如下： process(lock,clk) begin if lock='1' then cnt<=init; else if clk'event and clk='1' then cnt<=cnt-1;if cnt=0 thenov<='1' end if; end if;time<=cnt;end if; end process;1.2交通燈控制轉換模塊在設計交通燈控制電路轉換模塊時，采用狀態(tài)機來實行這個功能模塊，其中狀態(tài)機共有五個狀態(tài)，如：兩個路口的紅燈全亮；東西路

5、口的綠燈亮，而南北路口的紅燈亮；在延時后，東西路口綠燈滅，黃燈開始閃爍；在閃爍若干次后，東西路口的紅燈亮，同時南北路口的綠燈亮；在延時后，南北路口的綠燈滅，黃燈開始閃爍；在閃爍若干次后，在切換到東西路口方向。library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity trafic_light isport (clk,rst:in std_logic; -時鐘信號，復位信號 time:out integer range 0 to 59; -時間信號 r1,r2,y1,y2,g1,g2:out st

6、d_logic);end trafic_light ;architecture rt1 of trafic_light is type state is(r1r2,r1g2,r1y2,r2g1,r2y1); signal n_state ,c_state:state; signal cnt ,init:integer range 0 to 49; signal lock,ov:std_logic;begin state_reg:process(clk,rst) begin if rst='1'then c_state<=r1r2; elsif clk'event

7、and clk='1'then c_state <=n_state; end if; end process;state_com:process(c_state,ov) -交通燈控制轉換 begin case c_state is when r1g2=>r1<='1'g2<='1' y1<='0' r2<='0'g2<= '0'y2<='0' init<=9;lock<='1'n_state<=r1g1

8、2; when r1g12=>r1<='1'g2<='1' y1<='0' r2<='0'g2<= '0'y2<='0' init<=0;lock<='0'if ov='1' then n_state<=r1y2; else n_state<=r1g21; end if; when r1y2=>r1<='1'y2<='1'g1<='0

9、9; r2<='0'y1<='0'g2<='0' init<=49;lock<='1'n_state<=r1y21; when r1y21=>r1<='1'y2<='1'g1<='0' r2<='0'y1<='0'g2<='0' init<=0;lock<='0' if ov='1' then n_state<

10、=r2g1; else n_state<=r1y21; end if;when r2g1=>r2<='1'g1<='1'y1<='0' r1<='0'g2<='0'y2<='0' init<=9;lock<='1'n_state<=r2g11; when r2g11=>r2<='1'g1<='1'y1<='0' r1<='0'

11、g2<='0'y2<='0' init<=0;lock<='0' if ov='1' then n_state<=r2y1; else n_state<=r2g11; end if; when r2y1=>r2<='1'y1<='1'g1<='0' r1<='0'y2<='0'g2<='0' init<=49;lock<='1'n_

12、state<=r2y11; when r2y11=>r2<='1'y1<='1'g1<='0' r1<='0'y2<='0'g2<='0' init<=0;lock<='0' if ov='1' then n_state<=r1g2; else n_state<=r2y11; end if; when others=>n_state<=r1r2; end case; end proce

13、ss;四、系統(tǒng)調試與仿真初始態(tài)是兩個路口的紅燈全亮，之后，東西路口的綠燈亮，南北路口的紅燈亮，東西方向通車，延時一段時間后，東西路口綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，東西路口紅燈亮，而同時南北路口的綠燈亮，南北方向開始通車，延時一段時間后，南北路口的綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，再切換到東西路口方向，重復上述過程。五、總結與體會通過這次EDA課程設計，我不僅熟悉了Quartus軟件的使用方法，而且學習了VHDL 基本邏輯電路和狀態(tài)機電路的綜合設計應用。理論結合實際，很好地實現(xiàn)了學以致用。除此之外，還加強了我思考和解決問題的能力.現(xiàn)在設計已經(jīng)做好了,自己感覺還是比較好的,雖然花了很多的時

14、間,但學到了很多東西.做課程設計的時候,自己把整個書本都看了幾遍,還在網(wǎng)上查閱了很多的有關交通燈控制電路設計的資料，大大增強了自己對知識的理解,很多以前不是很懂的問題現(xiàn)在都已經(jīng)一一得以解決了。EDA設計我感覺程序調試、試驗軟件、硬件熟悉最重要。在編完各模塊程序之后，編譯查錯最初有三十幾個錯誤，有輸入錯誤、語法錯誤。一遍一遍的變異查錯，直到?jīng)]有錯誤。必須注意工程名和實體名一致，不然一般會出錯。在沒有錯誤之后可以進行波型仿真。若與理想的不同，再查看程序，有無原理上的編輯錯誤或沒有查出的輸入錯誤。這次課程設計之后,使我明白了,做任何事情都要認真仔細,不然的話,你會花更多的時間才會做好.課程設計有利于

15、提高我們的動手能力,能把我們所學的書本知識運用到實際生活中去.同時也豐富了我們的業(yè)余生活,提高我們對知識的理解能力。六、附件 library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity trafic_light isport (clk,rst:in std_logic; -時鐘信號，復位信號 time:out integer range 0 to 59; -時間信號r1,r2,y1,y2,g1,g2:out std_logic); -交通燈控制信號end trafic_light ; archi

16、tecture rt1 of trafic_light istype state is(r1r2,r1g2,r1y2,r2g1,r2y1);signal n_state ,c_state:state;signal cnt ,init:integer range 0 to 49;signal lock,ov:std_logic;beginstate_reg:process(clk,rst)beginif rst='1'then c_state<=r1r2;elsif clk'event and clk='1'thenc_state <=n_st

17、ate;end if;end process;state_com:process(c_state,ov) -交通燈控制轉換begincase c_state iswhen r1g2=>r1<='1'g2<='1' y1<='0'r2<='0'g2<= '0'y2<='0'init<=9;lock<='1'n_state<=r1g12;when r1g12=>r1<='1'g2<='1

18、' y1<='0'r2<='0'g2<= '0'y2<='0'init<=0;lock<='0'if ov='1' then n_state<=r1y2;else n_state<=r1g21;end if;when r1y2=>r1<='1'y2<='1'g1<='0'r2<='0'y1<='0'g2<='0

19、9;init<=49;lock<='1'n_state<=r1y21;when r1y21=>r1<='1'y2<='1'g1<='0'r2<='0'y1<='0'g2<='0'init<=0;lock<='0'If ov='1' then n_state<=r2g1;else n_state<=r1y21;end if;when r2g1=>r2<=

20、9;1'g1<='1'y1<='0'r1<='0'g2<='0'y2<='0'init<=9;lock<='1'n_state<=r2g11;when r2g11=>r2<='1'g1<='1'y1<='0'r1<='0'g2<='0'y2<='0'init<=0;lock<='0'if ov='1' then n_state<=r2y1;else n_state<=r2