上海交通大学 EDA大作业 交通灯.doc

交通灯 设计方案与设计过程 1.具体效果 该交通灯的实验模拟了十字路口的交通灯的时间和颜色变化。 主干道上绿灯亮的时间为8 秒,闪烁3 秒,黄灯亮的时间为2秒,红灯亮的时间为11 秒。支干道上绿灯亮的时间为6 秒,闪烁3 秒,黄灯亮的时间为2秒,红灯亮的时间为13 秒。主干道上绿灯亮和闪烁、黄灯亮共13 秒,这时支干道上的红灯一直亮着。支干道上的绿灯亮6 秒、闪烁3 秒及黄灯亮2 秒,主干道上的红灯亮11 秒。 倒计时由数码管显示，前两个数码管显示主干道上的时间，三四两个数码管显示支道上的时间。主干道上绿灯亮的时间为8 秒,数码管显示起始时间7 秒,然后依次递减至0,绿灯闪烁3 秒,黄灯亮的时间为2 秒（这段时间数码管不显示）。支干道红灯亮的时间为13秒,数码管显示起始时间为12 秒,然后依次递减至0。支干道上绿灯亮的时间为6 秒,数码管显示起始时间5 秒,然后依次递减至0,绿灯闪烁3 秒,黄灯亮的时间为2 秒（这段时间数码管不显示）,主干道红灯亮的时间为11秒,数码管显示起始时间为10 秒,然后依次递减至0。 以上是基础部分的要求，还有四个拓展部分的要求。用点阵显示红绿灯，主干道用左边的点阵，一共是3*4，支干道用右边的点阵显示，一共是3*4，黄灯由红灯和绿灯同时显示模拟。加入夜间和时钟模式，用第五六个数码管显示时间，一共是24个小时，并且用一个微动开关进行修改。当22 时到6 时之间，交通灯只闪烁黄灯，其余时间显示与基础部分相同。最后增加一个清零功能，即使是红绿灯计时回到初始状态，用一个微动开关控制。 设计方案 （1）选择频率 交通灯所需的频率只有二种：1Hz 和2Hz。4M 频率经过20、21（q[21..0]）次分频后得到。 1Hz 的频率供计数器工作,产生标准的1 秒脉冲信号。 2Hz 的频率供绿灯闪烁用,3 秒闪烁共6 次（亮、暗各3 次）。 数码管一共六个，扫描显示需要6个不同时钟状态，用q[2..0]即可实现。点阵一共八排，扫描显示需要8个不同时钟状态，用q[2..0]业绩可实现。 交通灯控制模块 交通灯一共24种状态，只需要一个模24的计数器做循环即可。在main和branch模块中分别列出24种状态的红灯是否亮，绿灯是否亮，黄灯是否亮，是否闪烁，数码管是否显示，两个数码管显示内容的真值表。输出供后面显示模块判断。 数码管显示模块 一共要显示六个数码管，用扫描显示，频率尽量高。同时加入判断是否是夜间模式，如果是夜间，主干道和支干道的倒计时不显示，白天按照交通灯控制模块中输出的真值显示。 绿灯闪烁模块 由于绿灯要闪烁，加入一个绿灯闪烁模块，用交通灯控制模块输出的maintringle和branchtringle信号控制。如果是高电平，即绿灯会闪烁，输出每秒切换一次高低电平；如果是低电平，即绿灯不会闪烁，则判断绿灯是否亮，是亮的则输出高电平，不是亮的则输出低电平。 点阵显示模块 加入夜间判断，如果是夜间，则闪烁黄灯，频率1Hz；如果不是夜间，按照输入的主干道上红绿黄灯的状态显示。黄灯是红灯和绿灯合成的颜色。 消抖模块 考虑到按键时可能会一次跳很多步，加入消抖模块，使按一次键尽量只变化一个数。 顶层图 三、源程序 main（主干道上的交通灯控制） SUBDESIGN main ( incount[4..0]: INPUT ;%输入时钟 maingreen,mainred,mainyellow : output; out1[3..0],out2[3..0],maintringle,maindigselect : OUTPUT; ) begin table incount[4..0]= maingreen,mainred,mainyellow,out1[3..0],out2[3..0],maintringle, maindigselect; h0=1,0,0,h0,h7,0,1; h1=1,0,0,h0,h6,0,1; h2=1,0,0,h0,h5,0,1; h3=1,0,0,h0,h4,0,1; h4=1,0,0,h0,h3,0,1; h5=1,0,0,h0,h2,0,1; h6=1,0,0,h0,h1,0,1; h7=1,0,0,h0,h0,0,1; h8=1,0,0,h0,h0,1,1; h9=1,0,0,h0,h0,1,1; hA=1,0,0,h0,h0,1,1; hB=0,0,1,h0,h0,0,0; hC=0,0,1,h0,h0,0,0; hD=0,1,0,h1,h0,0,1; hE=0,1,0,h0,h9,0,1; hF=0,1,0,h0,h8,0,1; h10=0,1,0,h0,h7,0,1; h11=0,1