FPGA应用系统设计结课论文十字路口交通灯.docVIP

《FPGA应用系统设计》 结课论文 题目 专业 班级： 学号： 姓名： 目 录 摘要..........................................................3 设计要求...................................................4 设计方案...................................................4 模块设计...................................................5 3.1分频模块................................................5 3.2时间设置模块............................................6 3.3状态转换模块............................................7 3.4时间显示模块............................................7 四.程序流程图.................................................7 五.仿真波形...................................................8 六.总结.......................................................9 参考文献......................................................9 附录..........................................................10 摘要 随着经济的飞速发展，现代化交通管理成了当今的热点问题。一个完善的交通控制功能,可使混乱的交通变得井然有序，从而保障了人们的正常外出。本系统通过设计一交通信号灯控制器,达到交通控制的目的。除实现交通灯基本的控制功能外，系统还可显示该灯本次距灯灭所剩的时间，具有更完善的控制功能,使行人提前做好起、停准备，具有更强的实用性。 一.设计要求 一个十字路口交通信号灯的控制电路，要求红、绿灯按一定的规律亮和灭，并在亮灯期间进行倒计时，且将运行时间用BCD码格式输出。 绿灯亮时，为该车道允许通行信号，红灯亮时，为该车道禁止通行信号。要求主干道每次通行时间为10秒，支干道每次通行时间为5秒。每次变换运行车道前绿灯闪烁，持续时间为5秒。即车道要由X转换为Y时，X在通行时间只剩下5秒钟时，绿灯闪烁显示，Y仍为红灯。 二.设计方案 采用VHDL语言输入的方式实现交通信号灯控制器，灵活运用了通用元件CBU14和CBU12作为4位二进制计数器和两位二进制计数器，简化了硬件电路，同时也给调试、维护和功能的扩展、性能的提高带来了极大的方便。 由此得出交通信号灯的4种状态： 干道 交通灯的三种显示状态 主干道 红10秒（A) 绿5秒(B) 绿闪5秒(C) 支干道 绿5秒 绿闪5秒 红10秒 系统状态转换图如下： 交通信号灯控制器的原理框图如下所示： 定时时间到检测电路 状态发生器 预置数产生电路 红绿灯输出控制电路 时间显示输出 计数器 1秒脉冲信号发生器 红绿信号输出 发生器是一个两位二进制计数器，产生交通信号灯的4种状态。状态发生器的输出通过预置数产生电路，输出每一种状态所需要的时间.预置数产生电路是一组四选一的多路转换器，多路转换器的输出信号作为可预置数十进制减法计数器的预置数输入信号，状态发生器的输出也决定了红黄绿灯信号的输出通断状态。可预置数十进制减法计数器作为每一种状态的计时器，其输出信号既是时间显示的输出信号，也是定时时间到检测电路的输入信号。定时时间到检测电路检测到电路到每一种状态的时间显示数据输出等于0时，发出信号通知状态发生器，完成状态转换。 模块设计 3.1分频模块 该模块实现的是对50MHz晶振时钟信号的分频功能，采用传统的“一半就翻转”的计数技巧，这一功能在很多资料上都能查找到相关代码，就不再赘述。为了实现绿灯在1s