EDA实验---交通灯的设计

十字路口的信号灯控制电路,1.实现一个十字路口的信号灯控制电路。2.信号灯分别由红、黄、绿三种颜色组成,运行时,绿灯亮40秒钟,然后闪5秒,绿灯灭,黄灯亮2秒,黄灯灭,红灯亮,同时另一方向的绿灯亮,红灯亮的时间为47秒 。扩展要求：3.增加显示功能,即每个灯亮时显示相应的秒数并倒计时。4.增加左转功能,即信号灯由红灯、黄灯和两个绿灯组成,左转时间为15秒,红灯亮的时间调整为62秒。

EDA设计实验

课程题目：交通灯的设计学 院：信专业班级：电信姓 名：杨学 号：指导教师：殷职 称：讲

息 学 院 09-1班 柳 刚 师

2011年12月日

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十字路口的信号灯控制电路,1.实现一个十字路口的信号灯控制电路。2.信号灯分别由红、黄、绿三种颜色组成,运行时,绿灯亮40秒钟,然后闪5秒,绿灯灭,黄灯亮2秒,黄灯灭,红灯亮,同时另一方向的绿灯亮,红灯亮的时间为47秒 。扩展要求：3.增加显示功能,即每个灯亮时显示相应的秒数并倒计时。4.增加左转功能,即信号灯由红灯、黄灯和两个绿灯组成,左转时间为15秒,红灯亮的时间调整为62秒。

十字路口的信号灯控制电路

一．绪论

伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车的数量在不断

增加，交通事业得以蓬勃发展，而随之引起的安全问题已经不容忽视。EDA技术的发展和应用领域也在不断的扩大与深入，机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域的重要性日益突出。为了确保十字路口的行人和车辆顺利，畅通的通过，往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。利用EDA技术设计交通灯来完成这个需求就显的更加迫切，同样也是非常的实用和合理。本设计就是针对交通信号灯控制器的设计问题，提出了基于VHDL语言的交通信号灯系统的硬件实现方法。通过对系统进行结构分析，采用了层次化的设计方法，给出了各个模块的VHDL程序，并且利用Quartus Ⅱ对应用程序进行了仿真，并给出了相应的仿真结果。通过电路优化设计,可以使用规模更小的可编程逻辑芯片,从而降低系统成本。

关键词：交通信号灯；VHDL；仿真

二．设计任务与要求

1.实现一个十字路口的信号灯控制电路。

2.信号灯分别由红、黄、绿三种颜色组成，运行时，绿灯亮40秒钟，然后闪5秒，绿灯灭，黄灯亮2秒，黄灯灭，红灯亮，同时另一方向的绿灯亮，红灯亮的时间为47秒 。 扩展要求：

十字路口的信号灯控制电路,1.实现一个十字路口的信号灯控制电路。2.信号灯分别由红、黄、绿三种颜色组成,运行时,绿灯亮40秒钟,然后闪5秒,绿灯灭,黄灯亮2秒,黄灯灭,红灯亮,同时另一方向的绿灯亮,红灯亮的时间为47秒 。扩展要求：3.增加显示功能,即每个灯亮时显示相应的秒数并倒计时。4.增加左转功能,即信号灯由红灯、黄灯和两个绿灯组成,左转时间为15秒,红灯亮的时间调整为62秒。

3.增加显示功能，即每个灯亮时显示相应的秒数并倒计时。 4.增加左转功能，即信号灯由红灯、黄灯和两个绿灯组成，左转时间为15秒，红灯亮的时间调整为62秒。

三．系统分析与总体方案

1.设计思路

在某一十字路口交叉地带，可设置东西走向的道路为主道，南北走向的道路为次道，主次车道的交通灯需按交通法则交替运行。则可设计逻辑电路。

交通灯控制系统原理图如图一，由计数器、分频器、控制器、分位译码电路、扫描显示电路等部分组成。

2.系统分析

通过分析可以知道，所要设计的十字路口交通灯控制电路要能够使南北方向有左转、直行各三个灯（红、黄、绿），东西方向有左转、直行各三个灯（红、黄、绿），三个灯能够按顺序依次亮灭。而且要求绿灯亮转黄灯亮然后其他时间为红灯，红灯亮可以直接转绿灯（三种灯的循环顺序如图所示）。还要求三种灯的点亮时间能够以倒计时的形式显示出来。可以用VHDL语言合理设计系统功能，使红黄绿

十字路口的信号灯控制电路,1.实现一个十字路口的信号灯控制电路。2.信号灯分别由红、黄、绿三种颜色组成,运行时,绿灯亮40秒钟,然后闪5秒,绿灯灭,黄灯亮2秒,黄灯灭,红灯亮,同时另一方向的绿灯亮,红灯亮的时间为47秒 。扩展要求：3.增加显示功能,即每个灯亮时显示相应的秒数并倒计时。4.增加左转功能,即信号灯由红灯、黄灯和两个绿灯组成,左转时间为15秒,红灯亮的时间调整为62秒。

灯的转换有一个准确的时间间隔和转换顺序。

交通灯流程图

MG：主道绿灯 MY：主道黄灯 MR：主道红灯 MG’：主道绿灯闪 SG：次道绿灯 SY：次道黄灯 SR：次道红灯

T1：40s T2：5s T3：2s T4：47s ST：状态转换量 状态一：主道绿灯次道红灯持续时间小于40s时，T1=0状态保持不变，若持续时间等于40s时，T1=1转换到下一状态。 状态二：主道绿灯闪烁次道红灯持续时间小于5s时，T2=0状态保持不变，若持续时间等于5s时，T2=1转换到下一状态。 状态三：主道黄灯次道红灯持续时间小于2s时，T3=0状态保持不变，若持续时间等于2s时，T3=1转换到下一状态。

状态四：主道红灯次道绿灯持续时间小于47s时，T4=0状态保

十字路口的信号灯控制电路,1.实现一个十字路口的信号灯控制电路。2.信号灯分别由红、黄、绿三种颜色组成,运行时,绿灯亮40秒钟,然后闪5秒,绿灯灭,黄灯亮2秒,黄灯灭,红灯亮,同时另一方向的绿灯亮,红灯亮的时间为47秒 。扩展要求：3.增加显示功能,即每个灯亮时显示相应的秒数并倒计时。4.增加左转功能,即信号灯由红灯、黄灯和两个绿灯组成,左转时间为15秒,红灯亮的时间调整为62秒。

持不变，若持续时间等于47s时，T4=1转换到下一状态。

四．硬件电路设计

1.选择器件

装有Altera公司QuartusII仿真软件的计算机一台。 选择FPGA器件：Cyclone中的EP1C12Q240C8。 EDA-VI实验箱一台。

实现数据下载的数据线，导线。 开关以及LED灯。 四位八段数码显示管。 2.功能模块 模块一 ：分频器

分频器实现的是将高频时钟信号转换成低频时钟信号，clk信号经分频器将50MHz分为250Hz和1Hz提供给计数器、控制器和扫描显示电路所需的时钟计时脉冲。

分频器模块（div）

VHDL源程序：

library ieee;

use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity div is

port(clk3:IN std_logic;

clkout1,clkout2:OUT std_logic);

十字路口的信号灯控制电路,1.实现一个十字路口的信号灯控制电路。2.信号灯分别由红、黄、绿三种颜色组成,运行时,绿灯亮40秒钟,然后闪5秒,绿灯灭,黄灯亮2秒,黄灯灭,红灯亮,同时另一方向的绿灯亮,红灯亮的时间为47秒 。扩展要求：3.增加显示功能,即每个灯亮时显示相应的秒数并倒计时。4.增加左转功能,即信号灯由红灯、黄灯和两个绿灯组成,左转时间为15秒,红灯亮的时间调整为62秒。

end div;

architecture one of div is begin

process(clk3)

variable cnt:integer range 0 to 25000000; variable tmp:std_logic; begin

if(clk3'event and clk3='1')then if cnt>=24999999 then cnt:=0;

tmp:=not tmp; else cnt:=cnt+1; end if; end if;

clkout1<=tmp; end process; process(clk3)

variable cnt:integer range 0 to 100000; variable tmp:std_logic; …… 此处隐藏：10617字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……