基于FPGA的交通灯控制61.pptVIP

课题题目：基于FPGA的交通灯控制 姓名：吴永浩 学号： 专业：通信工程 指导老师：邹红文 1.课题研究的基本内容，拟解决的主要问题 ①本课题研究的主要内容: 本设计课题用FPGA来实现交通灯的设计，本设计现要研究的相关内容主要有： (1) 交通灯的设计方案； (2) 该系统具有显红、黄、绿三种指示灯，依次循环交通灯等功能； (3) 各功能模块的设计与实现； (4) 如何用VHDL编写源程序; (5) 根据要求实现的功能完成相关各模块源程序的设计； (6) 对所构造的电路进行仿真，调试。 （1）.交通灯的设计方案一 交通灯的设计方案有两种：一种是对于较小路口的和较小车流量的交通灯方案设计，另一种则是基于大路口和大车流量的交通灯设计方案。 方案一：将红,黄,绿三种颜色常规的交通信号灯备入方案，模拟图如下： 方案一状态机状态流程图如下图所示。 状态机流程图如下。 交通灯设计方案一的状态对应表 南北方向（主干道）东西方向（支干道） G1 Y1 R1 G2 Y2 R2 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 对所表示状态进行简单说明：“1”表示该状态灯亮，“0”表示该状态灯不亮 一旦运行进入状态，此状态将循环交替进行。 （2）.交通灯的设计方案二 方案二的主要特点是在原方案一的基础上添加了左转向这一重要功能，使得车量的通行变的更加容易，舒缓了交通压力。方案二模拟图形如下： 方案二状态机状态流程图如下图所示。 状态流程图如下。 交通灯设计方案二的状态对应表 南北方向（主干道） 东西方向（支干道） G1 Y1 L1 R1 G2 Y2 L2 R2 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 ■对所表示状态进行简单说明：“1”表示该状态灯亮，“0”表示该状态灯不亮。 ■一旦运行进入状态，此状态将循环交替进行。 拟解决的主要问题 ?本课题拟解决的主要问题有： （a）各模块之间的关系 （b）各模块的相关说明 （c）顶层电路图的生成 （d）顶层电路的说明 （e）顶层电路仿真波形图的实现 （f）顶层电路波形图的说明 （a）各模块之间的关系 （b）各模块的相关说明 分频模块主要将系统输入的基准时钟信号转换为1 Hz的激励信号，驱动计数模块和控制模块工作。 控制模块根据计数器的计数情况对交通灯的亮灭及持续时间进行控制，并通过分位电路将灯亮时间以倒计时的形式通过数码管显示出来。 计数模块主要实现累加循环计数，计数的最大值由键盘输入控制，输出的计数值为控制模块的灯控提供参考。 分位模块的设计主要是将灯亮时间分为十位和个位，通过两个相应的数码管分别显示出来。 （c）方案一顶层电路图的生成 （d）方案一顶层电路的说明 图中共有9个单元电路相关说明如下： ①交通灯控制器JTDKZ:根据主支干道传感器信号SM,SB以及来自时基的发生电路的时钟信号CLK，发出主支干道指示灯的控制信号，同时向各个定时单元，显示控制单元信号发出使能控制信号EN45，EN25，EN05M,EN05B; ②45S,5S,25S,定时单元CNT45S,CNT05S,CNT25S:根据SM,SB,CLK及JTDKZ发出的有关使能控制信号EN45，EN25，EN05M,EN05B,按要求进行定时，并将其输出传送至显示控制单元； ③显示控制单元XSKZ:根据JTDKZ发出的有关使能控制信号EN45，EN05M,EN05B,EN25选择定时单元CNT45S,CNT05S,CNT25S的输出传送至各个显示译码器； ④译码器YMQ:将显示控制单元XSKZ的输出作为输入进行译码，并向有关数码管发出显示驱动信号。 （f）方案二顶层电路图的生成 （g）方案二顶层电路的说明 （a）方案二与方案一相比，其优点主要集中在其添加了一项非常重要的功能，此功能能够将车辆的通行速度加之最大，将事故发生的概率将至最低。那就是分别在主干道和支干道添加了左转向灯，这就完善了车辆在某些个路口无法左转向的问题，其中添加的模块有15s的左