fpga課程設(shè)計(jì)--交通燈設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)思路1</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)思想1</b></p><p>　　1.2 系統(tǒng)功能與要求1</p><p><b>　　1.3總體設(shè)計(jì)2</b>

2、</p><p>　　2.主要模塊設(shè)計(jì)程序4</p><p>　　2.1時(shí)基脈沖發(fā)生模塊4</p><p>　　2.2技術(shù)及紅綠燈控制模塊5</p><p><b>　　2.3譯碼模塊9</b></p><p><b>　　2.4主程序11</b></p>

3、;<p>　　3. 所實(shí)現(xiàn)功能說(shuō)明14</p><p>　　3.1實(shí)現(xiàn)功能14</p><p>　　3.2仿真波形14</p><p>　　4. 所設(shè)計(jì)原理圖及故障分析15</p><p><b>　　5.心得體會(huì)17</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)

4、18</b></p><p>　　附錄1 元件清單19</p><p><b>　　附錄2 管腳20</b></p><p><b>　　1.設(shè)計(jì)思路</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)思想</b></p><p>　　交通

5、燈是城市交通監(jiān)管系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)于保證機(jī)動(dòng)車輛的安全運(yùn)行，維持城市道路的順暢起到了重要作用。目前很多城市交叉路口的交通燈實(shí)行的是定時(shí)控制，燈亮的時(shí)間是預(yù)先設(shè)定好的，在時(shí)間和空間方面的應(yīng)變性能較差，一定程度上造成了交通資源的浪費(fèi)，加重了道路交通壓力。本文在EDA技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用FPGA的相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)了交通燈控制系統(tǒng)，可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)燈亮?xí)r間進(jìn)行自由調(diào)整，整個(gè)設(shè)計(jì)系統(tǒng)通過(guò)Max+PlusⅡ軟件進(jìn)行了模擬仿真，并下載到FPGA器件中

6、進(jìn)行硬件的調(diào)試，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的交通信號(hào)燈控制電路完全可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，具有一定的實(shí)用性。</p><p>　　1.2 系統(tǒng)功能與要求</p><p>　　交通燈控制器控制兩個(gè)主干道交叉路口的交通，路口車輛多，直行信號(hào)、左轉(zhuǎn)彎信號(hào)分開(kāi)顯示，a，b兩個(gè)主干道的通行時(shí)間相等，其中指示直行的綠燈亮30 s，指示左轉(zhuǎn)彎的綠燈亮12 s，綠燈變至紅燈時(shí)，黃燈亮3 s，以便于車輛能停在停車線內(nèi)，紅燈信號(hào)

7、的最后3 s相應(yīng)的黃燈也同時(shí)亮，以便提示駕駛?cè)藛T準(zhǔn)備起步。在兩個(gè)主干道路口都配備傳感器用來(lái)檢測(cè)有無(wú)車輛通行。當(dāng)兩個(gè)主干道都有車輛時(shí)，自動(dòng)處于主干道a綠燈，主干道b紅燈的狀態(tài)，然后輪流切換通行。當(dāng)主干道a無(wú)車輛時(shí)，自動(dòng)處于主干道b綠燈，主干道a紅燈的狀態(tài)；反之亦然，以提高通行效率。</p><p>　　所設(shè)計(jì)的交通信號(hào)燈控制電路，主要適用于在兩條干道匯合點(diǎn)形成的十字交叉路口，路口設(shè)計(jì)兩組紅綠燈分別對(duì)兩個(gè)方向上的交通

8、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行管理。交通燈的持續(xù)閃亮?xí)r間由鍵盤輸入控制。燈亮規(guī)則為：當(dāng)B方向的紅燈亮?xí)r，A方向?qū)?yīng)綠燈亮，由綠燈轉(zhuǎn)換成紅燈的過(guò)渡階段黃燈亮，即B方向紅燈亮的時(shí)間等于A方向綠燈和黃燈亮的時(shí)間之和。同理，當(dāng)A方向的紅燈變亮?xí)r，B方向的交通燈也遵循此規(guī)則。各干道上安裝有數(shù)碼管，以倒計(jì)時(shí)的形式顯示本道各信號(hào)燈閃亮的時(shí)間。當(dāng)出現(xiàn)特殊情況時(shí)，各方向上均亮紅燈，倒計(jì)時(shí)停止。特殊運(yùn)行狀態(tài)結(jié)束后，控制器恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)，繼續(xù)運(yùn)行。</p>&l

9、t;p>　　圖1 十字路口示意圖</p><p><b>　　1.3總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　首先由晶振產(chǎn)生出發(fā)信號(hào)，由控制器處理成1HZ的時(shí)鐘，利用此時(shí)鐘進(jìn)行計(jì)數(shù)，通過(guò)判斷計(jì)數(shù)的值來(lái)控制交通燈的亮滅。通過(guò)每種燈亮的時(shí)間總數(shù)與計(jì)數(shù)值比較得到數(shù)碼管應(yīng)該顯示的數(shù)值，利用分位程序?qū)⑵浞殖墒缓蛡€(gè)位。通過(guò)譯碼電路來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的顯示。本實(shí)驗(yàn)所使用的芯片為EPF

10、10K10LC84-4。整個(gè)系統(tǒng)主要由計(jì)數(shù)模塊、控制模塊、分頻模塊、分位模塊以及顯示電路構(gòu)成。其中分頻模塊主要將系統(tǒng)輸入的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)換為1 Hz的激勵(lì)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)模塊和控制模塊工作?？刂颇K根據(jù)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)情況對(duì)交通燈的亮滅及持續(xù)時(shí)間進(jìn)行控制，并通過(guò)分位電路將燈亮?xí)r間以倒計(jì)時(shí)的形式通過(guò)數(shù)碼管顯示出來(lái)。 </p><p>　　由設(shè)計(jì)任務(wù)要求可知，輸入部分有：CLK時(shí)鐘頻率輸入，可由實(shí)驗(yàn)板上直接提供，為準(zhǔn)確確定

11、時(shí)間長(zhǎng)度，選擇High擋的1MHz高平信號(hào)；無(wú)車狀態(tài)按鍵KEY，當(dāng)按一下鍵，表示路上無(wú)車，信息學(xué)院路道路顯示紅燈，東風(fēng)路顯示綠燈。有車時(shí)兩路紅綠交替。</p><p>　　輸出部分有：東西方向和南北方向各使用4個(gè)LED顯示，紅黃綠各代表紅黃綠燈，綠燈和另一個(gè)紅燈同時(shí)亮?xí)r為左轉(zhuǎn)時(shí)間；東西方向和南北方向計(jì)時(shí)均為2位數(shù)，共需要4個(gè)LED七段數(shù)碼管顯示。Time信號(hào)輸出顯示的內(nèi)容。</p><p>

12、;<b>　　圖2 總體設(shè)計(jì)圖</b></p><p>　　2.主要模塊設(shè)計(jì)程序</p><p>　　2.1時(shí)基脈沖發(fā)生模塊</p><p>　　在紅綠燈交通信號(hào)系統(tǒng)中，大多數(shù)的情況是通過(guò)自動(dòng)控制的方式指揮交通的。因此，為了避免意外事件的發(fā)生，電路必須給出一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘才能讓系統(tǒng)正常的工作。因此時(shí)鐘發(fā)生模塊最主要的功能就是產(chǎn)生一些穩(wěn)定的輸出信號(hào)

13、，并將其用做后面幾個(gè)電路的使能控制與同步信號(hào)。通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)1Hz脈沖的產(chǎn)生，程序如下所示。</p><p>　　Library IEEE ; </p><p>　　use IEEE.std_logic_1164.all ;</p><p>　　ENTITY CLKGEN IS</p><p>　　PORT( CLK:IN ST

14、D_LOGIC;</p><p>　　CLK1:OUT STD_LOGIC);</p><p>　　END CLKGEN;</p><p>　　ARCHITECTURE behav OF CLKGEN IS</p><p>　　SIGNAL CNTER:INTEGER RANGE 0 TO 25000000;</p><p

15、><b>　　BEGIN</b></p><p>　　PROCESS(CLK) BEGIN</p><p>　　IF CLK'EVENT AND CLK='1' THEN</p><p>　　IF CNTER=25000000 THEN CNTER<=0;</p><

16、p>　　ELSE CNTER<=CNTER+1; </p><p><b>　　END IF;</b></p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　END PROCESS;</p><p>　　PROCESS(CNTER) </p>

17、<p><b>　　BEGIN</b></p><p>　　IF CNTER=12500000 THEN CLK1<='1';</p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　IF CNTER=25000000 THEN CLK1<='0';&

18、lt;/p><p><b>　　END IF;</b></p><p>　　END PROCESS;</p><p>　　END behav;</p><p>　　2.2計(jì)數(shù)及紅綠燈控制模塊</p><p>　　南北向和東西向各有一組紅黃綠燈，各自持續(xù)的時(shí)間為分別為25s、5s、20s。通過(guò)編程可以實(shí)

19、現(xiàn)控制各通道的計(jì)數(shù)控制且輸出為二進(jìn)制數(shù)，并且可以控制各燈的亮滅情況，高電平為亮，低電平為滅。</p><p><b>　　東西向模塊程序?yàn)椋?lt;/b></p><p>　　library ieee;</p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p><p>　　use ieee.std_

20、logic_unsigned.all;</p><p>　　entity daolu1 is</p><p><b>　　port(</b></p><p>　　clk:in std_logic;</p><p>　　timel:out std_logic_vector(4 downto 0);</p>

21、<p>　　r,g,t:out std_logic);</p><p>　　end daolu1;</p><p>　　architecture daodu of daolu1 is</p><p>　　type color is(green,yellow,red);</p><p><b>　　begin<

22、/b></p><p>　　process(clk)</p><p>　　variable reset:std_logic:='0';</p><p>　　variable tempr,tempg,tempt:std_logic;</p><p>　　variable temp_l:std_logic_vector(4

23、downto 0);</p><p>　　variable temp_color:color:=green;</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if(clk'event and clk='1')then</p><p>　　case temp_color is&

24、lt;/p><p>　　when yellow=></p><p>　　tempr:='1';</p><p>　　tempg:='0';</p><p>　　tempt:='0';</p><p>　　case reset is</p><

25、p>　　when '0' =></p><p>　　temp_l:="00100";</p><p>　　reset:='1';</p><p>　　when others =></p><p>　　case temp_l is</p><p>

26、;　　when "00000"=></p><p>　　temp_l:="11000";</p><p>　　temp_color:=red;</p><p>　　when others=></p><p>　　temp_l:=temp_l-1;</p><p>&l

27、t;b>　　end case;</b></p><p><b>　　end case;</b></p><p>　　when green=></p><p>　　tempr:='0';</p><p>　　tempg:='0';</p><p&

28、gt;　　tempt:='1';</p><p>　　case reset is</p><p>　　when '0' =></p><p>　　temp_l:="10011";</p><p>　　reset:='1';</p><p>

29、;　　when others =></p><p>　　case temp_l is</p><p>　　when "00000"=></p><p>　　temp_l:="00100";</p><p>　　temp_color:=yellow;</p><

30、p>　　when others=></p><p>　　temp_l:=temp_l-1;</p><p><b>　　end case;</b></p><p><b>　　end case;</b></p><p>　　when red=></p><

31、p>　　tempr:='0';</p><p>　　tempg:='1';</p><p>　　tempt:='0';</p><p>　　case reset is</p><p>　　when '0' =></p><p>　　

32、temp_l:="11000";</p><p>　　reset:='1';</p><p>　　when others =></p><p>　　case temp_l is</p><p>　　when "00000"=></p><p>　　t

33、emp_l:="10011";</p><p>　　temp_color:=green;</p><p>　　when others=></p><p>　　temp_l:=temp_l-1;</p><p><b>　　end case;</b></p><p><

34、;b>　　end case;</b></p><p>　　end case;</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　timel<=temp_l;</p><p><b>　　r<=tempr;</b></p><p

35、><b>　　g<=tempg;</b></p><p><b>　　t<=tempt;</b></p><p>　　end process;</p><p><b>　　end;</b></p><p><b>　　南北向模塊程序?yàn)椋?lt;/b&

36、gt;</p><p>　　library ieee;</p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p><p>　　use ieee.std_logic_unsigned.all;</p><p>　　entity daolu2 is</p><p><b>　　port

37、(</b></p><p>　　clk:in std_logic;</p><p>　　time2:out std_logic_vector(4 downto 0);</p><p>　　r1,g1,t1:out std_logic</p><p><b>　　);</b></p>&

38、lt;p>　　end daolu2;</p><p>　　architecture daolu of daolu2 is</p><p>　　type color is(red,green,yellow);</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　process(clk)</p&g

39、t;<p>　　variable reset:std_logic:='0';</p><p>　　variable tempr,tempg,tempt:std_logic;</p><p>　　variable temp_l:std_logic_vector(4 downto 0);</p><p>　　variable temp_co

40、lor:color:=red;</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　if(clk'event and clk='1')then</p><p>　　case temp_color is</p><p>　　when yellow=></p>

41、<p>　　tempr:='1';</p><p>　　tempg:='0';</p><p>　　tempt:='0';</p><p>　　case reset is</p><p>　　when '0' =></p><p>

42、　　temp_l:="00100";</p><p>　　reset:='1';</p><p>　　when others =></p><p>　　case temp_l is</p><p>　　when "00000"=></p><p>　

43、　temp_l:="11000";</p><p>　　temp_color:=red;</p><p>　　when others=></p><p>　　temp_l:=temp_l-1;</p><p><b>　　end case;</b></p><p><

44、;b>　　end case;</b></p><p>　　when green=></p><p>　　tempr:='0';</p><p>　　tempg:='0';</p><p>　　tempt:='1';</p><p>　　case

45、reset is</p><p>　　when '0' =></p><p>　　temp_l:="10011";</p><p>　　reset:='1';</p><p>　　when others =></p><p>　　case tem

46、p_l is</p><p>　　when "00000"=></p><p>　　temp_l:="00100";</p><p>　　temp_color:=yellow;</p><p>　　when others=></p><p>　　temp_l:=tem

47、p_l-1;</p><p><b>　　end case;</b></p><p><b>　　end case;</b></p><p>　　when red=></p><p>　　tempr:='0';</p><p>　　tempg:=&

48、#39;1';</p><p>　　tempt:='0';</p><p>　　case reset is</p><p>　　when '0' =></p><p>　　temp_l:="11000";</p><p>　　reset:

49、='1';</p><p>　　when others =></p><p>　　case temp_l is</p><p>　　when "00000"=></p><p>　　temp_l:="10011";</p><p>　　temp_co

50、lor:=green;</p><p>　　when others=></p><p>　　temp_l:=temp_l-1;</p><p><b>　　end case;</b></p><p><b>　　end case;</b></p><p>　　end c

51、ase;</p><p><b>　　end if;</b></p><p>　　time2<=temp_l;</p><p>　　r1<=tempr;</p><p>　　g1<=tempg;</p><p>　　t1<=tempt;</p><p&

52、gt;　　end process;</p><p><b>　　end;</b></p><p><b>　　2.3譯碼模塊</b></p><p>　　計(jì)數(shù)控制電路輸出為二進(jìn)制碼，要想用數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)需要把二進(jìn)制碼變?yōu)槠叨未a。通過(guò)編程先把二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)換為BCD碼再把BCD碼轉(zhuǎn)換為七段碼實(shí)現(xiàn)程序如下：</p>

53、<p>　　將二進(jìn)制碼轉(zhuǎn)化為ＢＣＤ碼的程序如下：</p><p>　　library ieee;</p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p><p>　　entity yima is</p><p>　　port (time : in std_logic_vector(4 downto 0)

54、;</p><p>　　tim : out std_logic_vector(7 downto 0));</p><p><b>　　end yima;</b></p><p>　　architecture one of yima is</p><p><b>　　begin</b></p&

55、gt;<p>　　process(time)</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　case time is</p><p>　　when "00000" => tim <= "00000000";</p><p>　　whe

56、n "00001" => tim <= "00000001";</p><p>　　when "00010" => tim <= "00000010";</p><p>　　when "00011" => tim <= "00000011&quo

57、t;;</p><p>　　when "00100" => tim <= "00000100";</p><p>　　when "00101" => tim <= "00000101";</p><p>　　when "00110" =>

58、 tim <= "00000110";</p><p>　　when "00111" => tim <= "00000111";</p><p>　　when "01000" => tim <= "00001000";</p><p>　

59、　when "01001" => tim <= "00001001";</p><p>　　when "01010" => tim <= "00010000";</p><p>　　when "01011" => tim <= "00010001

60、";</p><p>　　when "01100" => tim <= "00010010";</p><p>　　when "01101" => tim <= "00010011";</p><p>　　when "01110" =

61、> tim <= "00010100";</p><p>　　when "01111" => tim <= "00010101";</p><p>　　when "10000" => tim <= "00010110";</p><p&

62、gt;　　when "10001" => tim <= "00010111";</p><p>　　when "10010" => tim <= "00011000";</p><p>　　when "10011" => tim <= "0001

63、1001";</p><p>　　when "10100" => tim <= "00100000";</p><p>　　when "10101" => tim <= "00100001";</p><p>　　when "10110&quo

64、t; => tim <= "00100010";</p><p>　　when "10111" => tim <= "00100011";</p><p>　　when "11000" => tim <= "00100100";</p>&l

65、t;p>　　when others => NULL;</p><p><b>　　end case;</b></p><p>　　end process;</p><p><b>　　end;</b></p><p>　　將ＢＣＤ碼轉(zhuǎn)化為七段碼的程序如下：</p><

66、p>　　library ieee;</p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p><p>　　use ieee.std_logic_unsigned.all;</p><p>　　entity yima1 is</p><p>　　port (jin : in std_logic_vector(3

67、 downto 0);</p><p>　　chu : out std_logic_vector(6 downto 0));</p><p>　　end yima1;</p><p>　　architecture art of yima1 is</p><p><b>　　begin</b></p>&l

68、t;p>　　process (jin) is</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　case jin is</p><p>　　when "0000"=>chu<="0111111";</p><p>　　when "000

69、1"=>chu<="0000110";</p><p>　　when "0010"=>chu<="1011011";</p><p>　　when "0011"=>chu<="1001111";</p><p>　　whe

70、n "0100"=>chu<="1100110";</p><p>　　when "0101"=>chu<="1101101";</p><p>　　when "0110"=>chu<="1111101";</p><

71、;p>　　when "0111"=>chu<="0000111";</p><p>　　when "1000"=>chu<="1111111";</p><p>　　when "1001"=>chu<="1101111";<

72、/p><p>　　when others=>chu<="0000000";</p><p><b>　　end case;</b></p><p>　　end process;</p><p>　　end architecture art；</p><p><b&

73、gt;　　2.4主程序</b></p><p>　　在紅綠燈交通信號(hào)系統(tǒng)中，大多數(shù)的情況是通過(guò)自動(dòng)控制的方式指揮交通的。主程序從整體上把握程序流程，程序如下所示。</p><p>　　library ieee;</p><p>　　use ieee.std_logic_1164.all;</p><p>　　use ieee.st

74、d_logic_unsigned.all;</p><p>　　entity jtd is</p><p>　　port(clk:in std_logic;</p><p>　　r,g,t,r1,g1,t1:out std_logic;</p><p>　　dout1,dout2,dout3,dout4:out std_logic_vect

75、or(6 downto 0));</p><p>　　end entity jtd;</p><p>　　architecture art of jtd is</p><p>　　component clkgen daolu1 is</p><p><b>　　port(</b></p><p>

76、;　　clk:in std_logic;</p><p>　　clk1:out std_logic);</p><p>　　end componentclkgen;</p><p>　　component daolu1 is</p><p><b>　　port(</b></p><p>　

77、　clk:in std_logic;</p><p>　　timel:out std_logic_vector(4 downto 0);</p><p>　　r,g,t:out std_logic);</p><p>　　end component daolu1;</p><p>　　component daolu2 is</p&

78、gt;<p><b>　　port(</b></p><p>　　clk:in std_logic;</p><p>　　time2:out std_logic_vector(4 downto 0);</p><p>　　r1,g1,t1:out std_logic);</p><p>　　end c

79、omponent daolu2;</p><p>　　component yima is</p><p>　　port (time : in std_logic_vector(4 downto 0);</p><p>　　tim : out std_logic_vector(7 downto 0));</p><p>　　end compo

80、nent yima;</p><p>　　component yima1 is</p><p>　　port (shr : in std_logic_vector(4 downto 0);</p><p>　　chu : out std_logic_vector(7 downto 0));</p><p>　　end component y

81、ima1;</p><p>　　signal ad1,ad2:std_logic_vector(4 downto 0);</p><p>　　signal ac1,ac2:std_logic_vector(7 downto 0);</p><p><b>　　begin</b></p><p>　　u0：clkgen p

82、ort map(clk1=>clk)</p><p>　　u1:daolu1 port map(clk=>clk,g=>g,t=>t,r=>r,timel=>ad1);</p><p>　　u2:daolu2 port map(clk=>clk,g1=>g1,t1=>t1,r1=>r1,time2=>ad2);</p&

83、gt;<p>　　u3:yima port map(time=>ad1,tim=>ac1);</p><p>　　u4:yima port map(time=>ad2,tim=>ac2);</p><p>　　u5:yima1 port map(shr=>ac1(3 downto 0),chu=>dout1);</p>&

84、lt;p>　　u6:yima1 port map(shr=>ac1(7 downto 4),chu=>dout2);</p><p>　　u7:yima1 port map(shr=>ac2(3 downto 0),chu=>dout3);</p><p>　　u8:yima1 port map(shr=>ac2(7 downto 4),chu=>

85、dout4);</p><p>　　end architecture art;</p><p>　　3. 所實(shí)現(xiàn)功能說(shuō)明</p><p><b>　　3.1實(shí)現(xiàn)功能</b></p><p>　　東風(fēng)路和信息學(xué)院路各有一組綠，轉(zhuǎn)彎，紅，黃燈，各自的持續(xù)時(shí)間分別為10s，10s，25s，5s；當(dāng)無(wú)車情況時(shí)，東風(fēng)路（daolu

86、1）顯示綠燈，信息學(xué)院路（daolu2）顯示紅燈。當(dāng)情況結(jié)束后，控制器恢復(fù)原來(lái)狀態(tài)，繼續(xù)正常工作。用兩組數(shù)碼管，以倒計(jì)時(shí)方式顯示兩個(gè)方向允許通行或禁止通行的剩余時(shí)。</p><p><b>　　3.2仿真波形</b></p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　圖4</b>&

87、lt;/p><p>　　4. 所設(shè)計(jì)原理圖及故障分析</p><p>　　圖5 交通燈控制原理圖</p><p>　　所設(shè)計(jì)的交通信號(hào)燈控制電路，主要適用于在兩條干道匯合點(diǎn)形成的十字交叉路口，路口設(shè)計(jì)兩組紅綠燈分別對(duì)兩個(gè)方向上的交通運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行管理。交通燈的持續(xù)閃亮?xí)r間由鍵盤輸入控制。燈亮規(guī)則為：當(dāng)B方向的紅燈亮?xí)r，A方向?qū)?yīng)綠燈亮，由綠燈轉(zhuǎn)換成紅燈的過(guò)渡階段黃燈亮，即

88、B方向紅燈亮的時(shí)間等于A方向綠燈和黃燈亮的時(shí)間之和。同理，當(dāng)A方向的紅燈變亮?xí)r，B方向的交通燈也遵循此規(guī)則。各干道上安裝有數(shù)碼管，以倒計(jì)時(shí)的形式顯示本道各信號(hào)燈閃亮的時(shí)間。當(dāng)出現(xiàn)特殊情況時(shí)，各方向上均亮紅燈，倒計(jì)時(shí)停止。特殊運(yùn)行狀態(tài)結(jié)束后，控制器恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)，繼續(xù)運(yùn)行。</p><p>　　系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試：所設(shè)計(jì)的這個(gè)系統(tǒng)的主要邏輯設(shè)計(jì)由一片型號(hào)為EPlK30TC144-3芯片完成，編寫的VHDL源程序在

89、Altera公司的邏輯綜合工具M(jìn)ax+PlusⅡ下經(jīng)過(guò)編譯和功能仿真測(cè)試后，針對(duì)下載芯片進(jìn)行管腳配置，下載到EPlK30TC144-3芯片中，進(jìn)行相應(yīng)的硬件調(diào)試，調(diào)試結(jié)果與軟件仿真的結(jié)果相吻合，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)完成了預(yù)定功能。基于VHDL設(shè)計(jì)交通燈控制器，外圍電路少、功耗低、可靠性高，便于系統(tǒng)功能的修改，設(shè)計(jì)效率高。</p><p><b>　　故障及分析：</b></p><

90、p>　　對(duì)程序的選擇分支認(rèn)識(shí)不清楚，case語(yǔ)句嵌套不正確，編譯后系統(tǒng)宏單元超出，修改嵌套關(guān)系后，宏單元大幅下降。</p><p>　　將程序編譯引腳后，顯示不是如同波形。編寫一個(gè)5-8譯碼器加入后，可顯示正確。</p><p>　　黃燈時(shí)閃爍問(wèn)題解決：在黃燈控制線輸出和時(shí)鐘信號(hào)相與。</p><p><b>　　5.心得體會(huì)</b>&l

91、t;/p><p>　　通過(guò)綜合實(shí)驗(yàn)的思考和設(shè)計(jì)，對(duì)一個(gè)項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)VHDL語(yǔ)言的了解，提高了編程能力。同時(shí)，鍛煉了獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，提高了個(gè)人素質(zhì)。利用硬件描述語(yǔ)言VHDL編程，借助Altera公司的Max+PlusⅡ軟件環(huán)境下進(jìn)行了編譯及仿真測(cè)試，通過(guò)FPGA芯片實(shí)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)用的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)由于采用了EDA技術(shù)，不但大大縮短了開(kāi)發(fā)研制周期，提高了設(shè)計(jì)效率，而且使系統(tǒng)具

92、有設(shè)計(jì)靈活，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。</p><p>　　這是一次頗有收獲的實(shí)訓(xùn)， 這次的實(shí)訓(xùn)中，我們更進(jìn)一步體會(huì)到自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)合作的樂(lè)趣與必要性。為了完成項(xiàng)目，在網(wǎng)絡(luò)上找到了許多相關(guān)資料，大大擴(kuò)充自己的知識(shí)面，使許多以前想解決卻無(wú)法解決的困難迎刃而解， 這才知道老師的良苦用心。相信以后的我不管是做網(wǎng)絡(luò)亦或是從事軟、硬件開(kāi)發(fā)，都會(huì)有一個(gè)扎實(shí)的基礎(chǔ)和良好的開(kāi)發(fā)習(xí)慣的。</p><p>　

93、　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，加強(qiáng)了我們動(dòng)手、思考和解決問(wèn)題的能力。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，我學(xué)也到很多實(shí)用的知識(shí)，學(xué)到了很多課內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨(dú)立思考解決問(wèn)題，出現(xiàn)差錯(cuò)的隨機(jī)應(yīng)變，和與人合作共同

94、提高，都受益非淺。在此，感謝老師的細(xì)心指導(dǎo)！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì).全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)獲獎(jiǎng)作品匯編[J].北京理工大學(xué)出版社，2005。</p><p>　　[2] 康華光 .電子技術(shù)基礎(chǔ)-數(shù)字部分[M].高等教育出版社，1998。</p><

95、p>　　[3] 譚會(huì)生等 . EDA技術(shù)及應(yīng)用[M].西安電子科技大學(xué)出版社，2001</p><p>　　[4] 潘松，等.EDA技術(shù)實(shí)用教程[M].科學(xué)出版社，2006</p><p>　　[5] 雷伏容 .VHDL電路設(shè)計(jì)[M].清華大學(xué)出版社，2006</p><p>　　[6] Charles H.Roth，等.數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)與VHDL[M].電子工

96、業(yè)出版社，2008</p><p><b>　　附錄1 元件清單</b></p><p><b>　　附錄2管腳</b></p><p>　　CLK1綁定時(shí)鐘32MHZ</p><p>　　LED[0]綁定LED6；--東西道紅燈</p><p>　　LED[1]綁定LED7

97、；--東西道黃燈</p><p>　　LED[2]綁定LED8；--東西道綠燈</p><p>　　LED[3]綁定LED1；--南北道紅燈</p><p>　　LED[4]綁定LED2；--南北道黃燈</p><p>　　LED[5]綁定LED3；--南北道綠燈</p><p>　　Dout1綁定數(shù)碼管1；</