FPGA实验报告-交通灯控制器设计汇.doc

FPGA实验报告 --交通灯控制器设计 院 系： 电子与信息工程系 专 业： 通信工程 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 实验任务 1、任务名称：交通灯控制器的设计 2、设计内容与要求： ① 设计一个十字路口交通信号灯的定时控制电路。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/液晶显示出来。 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99秒，支干道每次通行时间为30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。 ③ 对红、绿灯的运行时间要能比较方便的进行重新设置。 ④ 对器件进行在系统编程和实验验证。 ⑤ 用VHDL语言对设计进行描述，设计一个测试方案，通过ISE对设计进行仿真验证。并能够下载到实验板上调试成功。 6 写出设计性实验报告，并打印各层次的源文件和仿真波形，然后作简要说明。 2、补充功能与要求： 1.在主干道和支干道添加左转向灯； 2.各灯亮的时间及最后闪烁时间可调节； 3.紧急路况时，主干道和支干道都为红灯。 实验环境 ISE软件一套； PC机一台。 三、设计思路 1、根据题目要求，知道整个交通灯的运行过程是周期的，所以可以设计一个总的计数器，满周期则清零； 2、将灯闪烁时间、主干道绿灯亮的时间、主干道转向灯亮的时间、支干道绿灯亮的时间、支干道转向灯亮的时间分别记为变量t0、t1、t2、t3、t4，通过调整它们，实现调节各灯亮的时间； 3、将所有需要显示的量由同一个信号表示并最终输出、显示在LCD上。 系统设计 a）系统框图 b）状态转换说明：主干道和支干道永远有且只有一个灯亮，紧急路况时两边红灯亮，其余时候有且只有一个红灯亮；主干道绿灯、主干道转向灯亮、支干道绿灯、支干道转向灯依次亮，在最后t0S（默认为5S）闪烁。 c）输入输出及信号设计： Port ( LCD_Clk : in STD_LOGIC;----50mhz时钟 reset : in STD_LOGIC:=0;--复位 sensor:in std_logic :=0;---特殊情况时，两边都是红灯 up:in std_logic :=0 ;---有效时调整时间时增大时间 down:in std_logic :=0;---有效时调整时间时减少时间 choose:in std_logic :=0;---选择调整哪一个时间 control:in std_logic :=0;---有效时可以暂停，调整时间 LCD_RS : out STD_LOGIC; LCD_RW : out STD_LOGIC; LCD_EN : out STD_LOGIC; redax,greenax ,greenay:out std_logic;--主干道的红灯和两个绿灯，greenay为左转灯 redbx,greenbx ,greenby:out std_logic;--支干道的红灯和两个绿灯，greenby为左转灯 data : out STD_LOGIC_VECTOR (3 downto 0)); --Lcd显示 type istate is( write_instr, write_dataup4, write_datadown4, set_addrup, set_addrdown, ret_homeup, ret_homedown ); signal state:istate; signal cnt_clk,clk500:std_logic;---分别为1hz，500hz signal cnt:integer range 0 to 15:=0; signal cntnumh,cntnum