交通信号控制器的设计.doc

《EDA技术》 课程设计报告 题 目： 交通信号控制器的设计 班 级： 学 号： 姓 名： 同组人员： 指导教师： 年 月 日 《EDA技术》课程设计成绩评定 成绩评定： (百分制) 指导教师签字： 评阅时间： 目 录 1 设计要求与目的 1 1.1 设计要求 1 1.2 设计目的 1 2 方案设计 1 2.1 设计思路 1 2.2 设计总体框图 2 2.3 状态分析表 3 3 电路的设计 3 3.1 主控模块的设计 3 3.2 计数器模块的设计 6 3.3 显示控制器的设计 9 3.4 顶层文件原理图 10 4 系统仿真 11 5 硬件调试与结果分析 11 6 设计总结 13 参考文献 13 交通信号控制器的设计 1 设计要求与目的 1.1 设计要求 用EDA设计一个简单的交通灯控制器，具有如下功能： （1）设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。 （2）用红、绿、黄发光二极管作信号灯，用传感器或逻辑开关作检测车辆是否到来的信号。 （3）主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。 主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒，设立45秒、25秒计时、显示电路。 （4）在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外，设立5秒计时、显示电路。 1.2 设计目的 （1）掌握十字路口交通灯控制的设计原理，并能够运用VHDL编程语言编写出实 （2）验程序,进一步对所学的EDA知识进行掌握与实际应用。 学会在MAX+plus Ⅱ软件环境中仿真，熟悉软件的基本操作和运行环境。 （3）锻炼自己获取信息的能力，以及能够独立自主的思考和解决问题的能力。 2 方案设计 2.1 设计思路 （1）主、支干道用传感器检测车辆到来情况，实验电路用逻辑开关代替。 （2）45秒、25秒、5秒定时信号可用顺计时，也可用倒计时，计时起始信号由主控电路给出，定时结束信号也输入到主控电路，由主控电路启、闭三色信号灯或启动另一计时电路。 （3）主控电路是核心，这是一个时序电路，其输入信号为：车辆检测信号（A，B）； 45秒、25秒、5秒定时信号（C，D，E）。其状态转化如图2-1所示： 图 2-1 状态转换图 2.2 设计总体框图 图2-2 设计框图 具体控制过程为支干道没有车来，主干道处于常允许通行的状态，此时主干道亮绿灯，支干道亮红灯，支干道有车来，即主、支干道均有车，两者交替允许通行，主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒，且在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡。由于主、支干道有45秒和25秒得放行时间，以及每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡，所以设计45秒、25秒和5秒计时电路，均采用倒计时。考虑到显示的方便，每个计时电路又由计数器和码型转换电路组成。码型转换电路是把对应的二进制码直接转换成数码管显示时的码字，采用数码管的静态显示。 2.3 状态分析表 表2-1 状态分析表 主干道 支干道 指示灯 亮灯时间 指示灯 亮灯时间 红灯亮 30s 绿灯亮 25s 红灯亮 黄灯亮 5s 绿灯亮 45s 红灯亮 50s 黄灯亮 5s 红灯亮 3 电路的设计 3.1 主控模块的设计 由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄、左拐允许四盏信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外，左拐灯亮允许车辆向左拐弯。信号灯变换次序为：主支干道交替允许通行，主干道每次放行40S，亮5S红灯让行驶中的车辆有时间停到禁行线外，左拐放行15秒，亮5S红灯；支干道放行30S，亮5S黄灯，左拐放行15秒，亮5S红灯，其中主支干道的红黄绿灯表示如MR、MY、MG、BR、BY、BG。根