EDA交通灯控制电路设计

设计课题二：交通灯控制电路设计一、问题描述：交通灯的显示有很多方式，如十字路口、丁字路口等，而对于同一个路口又有很多不同的显示要求，比如十字路口，车辆如果只要东西和南北方向通行就很简单，而如果车子可以左右转弯的通行就比较复杂，本实验仅针对最简单的南北和东西直行的情况。二、功能要求：要完成本实验，首先必须了解交通路灯的燃灭规律。依人们的交通常规，“红灯停，绿灯行，黄灯提醒”。其交通灯的燃灭规律为：初始态是两个路口的红灯全亮，之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时一段时间后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。系统要求实现对2组交通灯控制信号的模拟输出，其控制规律为如上所述，同时要完成等待时间模拟的输出，即红绿灯的持续时间倒数输出。系统时钟输入为一个1KHz的系统时钟。目录TOC\o"1-5"\h\zHYPERLINK\l"bookmark8"\o"CurrentDocument"一、交通灯控制电路设计的主要功能2HYPERLINK\l"bookmark10"\o"CurrentDocument"二、课题的功能模块的划分2HYPERLINK\l"bookmark12"\o"CurrentDocument"三、主要功能的实现3HYPERLINK\l"bookmark14"\o"CurrentDocument"倒计时模块3HYPERLINK\l"bookmark16"\o"CurrentDocument"交通灯控制转换模块.3HYPERLINK\l"bookmark18"\o"CurrentDocument"四、系统调试与仿真6HYPERLINK\l"bookmark20"\o"CurrentDocument"五、 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 与体会6HYPERLINK\l"bookmark22"\o"CurrentDocument"六、附件7七、评分表错误！未定义书签、交通灯控制电路设计的主要功能交通灯控制电路设计遵循“红灯停，绿灯行，黄灯提醒”原则。其初始态是两个路口的红灯全亮，之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时一段时间后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。系统要求实现对2组交通灯控制信号的模拟输出，其控制规律为如上所述，同时要完成等待时间模拟的输出，即红绿灯的持续时间倒数输出。系统时钟输入为一个1KHz的系统时钟。本实验中主要应用了状态机以及减法器的设计原理。在状态连续变化的数字系统设计中，采用状态机的设计思想有利于提高设计效率，增加程序的可读性，减少错误的发生几率。同时，状态机的设计方法也是数字系统中一种最常用的设计方法。、课题的功能模块的划分三、主要功能的实现1.1倒计时模块倒计时模块采用减法计数器设计，等到时钟的上升沿来到时，对计数器进行计数。其中减法计数器的代码如下：process(lock,clk)beginiflock='1'thencnt<=init;elseifclk'eventandclk='1'thencnt<=cnt-1;ifcnt=0thenov<='1';endif;endif;time<=cnt;endif;endprocess;交通灯控制转换模块在设计交通灯控制电路转换模块时，采用状态机来实行这个功能模块，其中状态机共有五个状态，如：两个路口的红灯全亮；东西路口的绿灯亮，而南北路口的红灯亮；在延时后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁；在闪烁若干次后，东西路口的红灯亮，同时南北路口的绿灯亮；在延时后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁；在闪烁若干次后，在切换到东西路口方向。libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entitytrafic_lightisport(clk,rst:instd_logic;时钟信号time:outintegerrange0to59;r1,r2,y1,y2,g1,g2:outstd_logic);architecturert1oftrafic_lightistypestateis(r1r2,r1g2,r1y2,r2g1,r2y1);signaln_state,c_state:state;signalcnt,init:integerrange0to49;signallock,ov:std_logic;beginstate_reg:process(clk,rst)beginifrst='1'thenc_state<=r1r2;elsifclk'eventandclk='1'thenc_state<=n_state;endif;endprocess;state_com:process(c_state,ov)-begincasec_stateiswhenr1g2=>r1<='1';g2<='1';y1<='0';r2<='0';g2<='0';y2<='0';init<=9;lock<='1';n_state<=r1g12;whenr1g12=>r1<='1';g2<='1';y1<='0';r2<='0';g2<='0';y2<='0';init<=0;lock<='0';，复位信号时间信号交通灯控制转换ifov='1'thenn_state<=r1y2;elsen_state<=r1g21;endif;whenr1y2=>r1<='1';y2<='1';g1<='0';r2<='0';y1<='0';g2<='0';init<=49;lock<='1';n_state<=r1y21;whenr1y21=>r1<='1';y2<='1';g1<='0';r2<='0';y1<='0';g2<='0';init<=0;lock<='0';ifov='1'thenn_state<=r2g1;elsen_state<=r1y21;endif;whenr2g1=>r2<='1';g1<='1';y1<='0';r1<='0';g2<='0';y2<='0';init<=9;lock<='1';n_state<=r2g11;whenr2g11=>r2<='1';g1<='1';y1<='0';r1<='0';g2<='0';y2<='0';init<=0;lock<='0';ifov='1'thenn_state<=r2y1;elsen_state<=r2g11;endif;whenr2y1=>r2<='1';y1<='1';g1<='0';r1<='0';y2<='0';g2<='0';init<=49;lock<='1';n_state<=r2y11;whenr2y11=>r2<='1';y1<='1';g1<='0';r1<='0';y2<='0';g2<='0';init<=0;lock<='0';ifov='1'thenn_state<=r1g2;elsen_state<=r2y11;endif;whenothers=>n_state<=r1r2;endcase;endprocess;四、系统调试与仿真MaiteiTimeBai12旨"I•Por*tf756tSM1000t8qpi1口誓”*ISE-2147t?4护E苑銅*即罰鼻日£OutCOLL..COU_„1111n.rLTLrLnj~ii..1DOO®D11M?cauL._初始态是两个路口的红灯全亮，之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时一段时间后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。五、总结与体会通过这次EDA课程设计，我不仅熟悉了QuartusU软件的使用方法，而且学习了VHDL基本逻辑电路和状态机电路的综合设计应用。理论结合实际，很好地实现了学以致用。除此之外，还加强了我思考和解决问题的能力.现在设计已经做好了，自己感觉还是比较好的，虽然花了很多的时间，但学到了很多东西.做课程设计的时候，自己把整个书本都看了几遍，还在网上查阅了很多的有关交通灯控制电路设计的资料，大大增强了自己对知识的理解，很多以前不是很懂的问题现在都已经一一得以解决了。EDA设计我感觉程序调试、试验软件、硬件熟悉最重要。在编完各模块程序之后，编译查错最初有三十几个错误，有输入错误、语法错误。一遍一遍的变异查错，直到没有错误。必须注意工程名和实体名一致，不然一般会出错。在没有错误之后可以进行波型仿真。若与理想的不同，再查看程序，有无原理上的编辑错误或没有查出的输入错误这次课程设计之后,使我明白了,做任何事情都要认真仔细,不然的话,你会花更多的时间才会做好.课程设计有利于提高我们的动手能力,能把我们所学的书本知识运用到实际生活中去.同时也丰富了我们的业余生活,提高我们对知识的理解能力。六、附件libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entitytrafic_lightisport(clk,rst:instd_logic;时钟信号，复位信号time:outintegerrange0to59;时间信号r1,r2,y1,y2,g1,g2:outstd_logic);---交通灯控制信号architecturert1oftrafic_lightistypestateis(r1r2,r1g2,r1y2,r2g1,r2y1);signaln_state,c_state:state;signalcnt,init:integerrange0to49;signallock,ov:std_logic;beginstate_reg:process(clk,rst)beginifrst='1'thenc_state<=r1r2;elsifclk'eventandclk='1'thenc_state<=n_state;endif;endprocess;state_com:process(c_state,ov)-begincasec_stateiswhenr1g2=>r1<='1';g2<='1';y1<='0';r2<='0';g2<='0';y2<='0';init<=9;lock<='1';n_state<=r1g12;whenr1g12=>r1<='1';g2<='1';y1<='0';r2<='0';g2<='0';y2<='0';init<=0;lock<='0';ifov='1'thenn_state<=r1y2;elsen_state<=r1g21;endif;whenr1y2=>r1<='1';y2<='1';g1<='0';r2<='0';y1<='0';g2<='0';init<=49;lock<='1';n_state<=r1y21;whenr1y21=>r1<='1';y2<='1';g1<='0';r2<='0';y1<='0';g2<='0';init<=0;lock<='0';Ifov='1'thenn_state<=r2g1;elsen_state<=r1y21;endif;whenr2g1=>r2<='1';g1<='1';y1<='0';r1<='0';g2<='0';y2<='0';init<=9;lock<='1';n_state<=r2g11;whenr2g11=>r2<='1';g1<='1';y1<='0';r1<='0';g2<='0';y2<='0';init<=0;lock<='0';ifov='1'thenn_state<=r2y1;交通灯控制转换elsen_state<=r2g11;endif;whenr2y1=>r2<='1';y1<='1';g1<='0';r1<='0';y2<='0';g2<='0';init<=49;lock<='1';n_state<=r2y11;whenr2y11=>r2<='1';y1<='1';g1<='0';r1<='0';y2<='0';g2<='0';init<=0;lock<='0';ifov='1'thenn_state<=r1g2;elsen_state<=r2y11;endif;whenothers=>n_state<=r1r2;endcase;endprocess;process(lock,clk)beginiflock='1'thencnt<=init;elseifclk'eventandclk='1'thencnt<=cnt-1;ifcnt=0thenov<='1';endif;endif;time<=cnt;endif;endprocess;endrtl;