华中科技大 电子技术课程设计报告(交通灯).doc

华中科技大学 电子技术课程设计 题 目：交通灯控制器的设计 院 系： 班 级： 姓 名： 联系方式： 指导老师： 目录 一 课题要求及功能分析··········································1 1.1设计任务要求·················································1 1.2课题分析·····················································1 1.3功能介绍及创新之处···········································1 1.4 设计难点····················································2 二 系统框图及具体模块说明·······································3 2.1系统框图·····················································3 2.2具体模块说明·················································4 三 模块程序清单及仿真波形·····································8 3.1 模块程序及仿真波形···········································8 3.2管脚分配清单················································12 四 实验总结······················································14 附录 程序源代码·················································16 第一章 设计内容及要求 1.1设计任务要求 ① 设计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，并将运行时间用数码管显示出来。 ② 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Tx秒，支干道每次通行时间为Ty秒。每次变换运行车道前绿灯闪烁，持续时间为5秒。即车道要由主干道转换为支干道时，主干道在通行时间只剩下5秒钟时，绿灯闪烁显示，支干道仍为红灯，以便主干道上已过停车线的车继续通行，未过停车线的车停止通行。同理，当车道由支干道转换为主干道时，支干道绿灯闪烁显示5秒钟，主干道仍为红灯。 1.2课题分析 ① 本课题要求用Verilog语言描述一个十字路口交通信号灯的控制电路，设计测试方案并通过Muxplus II或者Quartus II软件对设计进行仿真验证，并下载到实验板上调试成功。 ② 设计参考交通灯十字交叉路口图如下： ③ 本课题要求对红、绿灯的运行时间要能比较方便的进行重新设置。 1.3功能介绍及创新之处 ① 本设计将十字路口分为主干道和支干道，每个干道拥有直行绿灯、左转绿灯及红灯，与现实中的实际情形一致。 ② 交通灯的运行状态是：主干道绿灯同时支干道红灯，主干道左转绿灯同时支干道红灯，支干道绿灯同时主干道红灯，支干道左转绿灯同时主干道红灯，四种运行状态依次循环显示。 ③ 支干道红灯时间=主干道绿灯时间+主干道左转时间 主干道红灯时间=支干道绿灯时间+支干道左转时间 ④ 采用verilog编程，并可以通过DE2板上的按键，对每个干道上的每个灯时间进行自由设定。 ⑤ 创新之处： 本设计最大的创新是在各个干道添加了左转向灯，并可以对各个灯的闪亮时间在任意时刻经行增加调整，更加贴近现实中的情形。 1.4设计难点 计数设置 设计要求能够对红、绿、左转灯显示时间进行设置，因此不能使用固定数值的计数器模块，需要采用中间变量进行减计数，保留初始设置。 红灯时间的计算 设计时，合理的运行状态是：主干道绿灯，主干道左转，支干道绿灯，支干道左转依次循环显示，因此，支干道红灯时间=主干道绿灯时间+主干道左转时间，主干道红灯时间=支干道绿灯时间+支干道左转时间。由于verilog采用BCD码进行计数，在七段数码管显示时要采用十进制显示，进行加法计算时，需要考虑进制问题。本设计在设置及加法计算时均采用个位、十位分开存储的办法，进行编程。 另外，若主干道绿灯、左转灯时间都设置为10秒，则设置时间显示是需要显示10秒，而本设计采用9~0倒计时动态显示显示，需要将设置的时间减1后再显示，若减1后用公式：支干道红