基于FPGA交通灯设计现代通信网课程设计.docVIP

现代通信网设计报告 课程名称： 现代通信网课程设计 设计名称： 基于FPGA的交通灯设计 姓 名： 学 号: 班 级： 指导教师： 起止日期： 方 向 设 计 任 务 书 学生班级： 学生姓名： 学号： 设计名称： 基于FPGA的交通灯设计 起止日期： 指导教师： 设计要求： 应用场景如图所示，主干道通行时间100s，次干道通行时间30s，黄灯时间5s，要求实现上述场景的交通灯设计，并能实现交警对红绿灯的任意控制。 方 向 设 计 学 生 日 志 时间 设计内容 2016.06.04--05 ISE软件安装，学习并应用熟悉ISE软件 2016.06.06--09 学习FPGA教材相关知识，参考教材交通灯设计例题 2016.06.12--13 设计题目分析，构造设计思路 2016.06.14--18 各模块程序代码的编写，修改 2016.06.19--21 程序代码整合，调试，修改，并进行仿真测试 2016.06.25 对相关的FPGA管脚地认知，学习 2016.06.26--28 绑定管脚，下载程序到板子上运行调试 2016.06.29--30 编写，完善课程设计报告  基于FPGA的交通灯设计 摘要 交通灯是城市交通监管系统的重要组成部分，对于保证机动车辆的安全运行，维持城市道路的顺畅起到了重要作用。 (1) 主、支干道各设有一个绿、黄、红指示灯（用LED灯表示）。 (2) 主干道处于长允许通行状态，而支干道有车来时才允许通行。当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯。而支干道允许通行亮绿灯时，主干道亮红灯。 (3) 当主干道、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次通行100s，支干道每次通行30秒，在每次由绿灯向红灯转换的过程中，要亮5秒的黄灯作为过渡，并进行减计时显示。每个周期结束时都要进行支干道是否有车的检测，若有车则进行下一个周期，若没有，则主干道亮绿灯，支干道亮红灯，直到检测到支干道有车。 3.2、系统原理图 根据题目要求，设计如下总的系统框图 交通灯控制系统框图 3.3、系统的引脚 根据3.1系统框图，很明显可得出系统设计时，各个引脚的情况（即系统的输入输出引脚分别有哪些）。具体的引脚情况如下表： I/O管脚的描述 名称 方向 电平 位宽 功能 clk Input 3.3V 1 系统时钟信号（50MHZ） MODE_SEL Input 3.3V 3 输入控制模式信号 rst Input 3.3V 1 复位信号 以及6个LED灯连接引脚。 系统的引脚描述表 注： MODE_SEL为3位的开关控制信号输入，用于选择控制十字路口灯光的亮灭状态，其具体更能如下 000：正常模式，红黄绿交替亮 001：主干道绿灯亮，支干道红灯亮 010：主干道黄灯亮，支干道红灯亮 011：主干道红灯亮，支干道绿灯亮 100：主干道红灯亮，支干道黄灯亮 101：全为绿灯 110：全为红灯 111：全部灯熄灭，封路状态 3.4、系统模块组成 分频模块、状态定时模块、交通灯显示模块、控制模块 注：各模块详细内容见后面详细设计步骤章节。 详细设计步骤 4.1、系统引脚声明部分 这一模块，我把它命名为Traffic_Light，它的主要目的是对后面所有模块中将会用到的一些引脚变量进行定义声明，定义一些符号常量，同时也对LED灯引脚进行对应赋值。 因为我根据参考资料，用自顶向下的设计方法来完成这次设计，所以，我就在Traffic_Light模块中先将整个系统可能会用到的量值进行预先定义，然后再根据需求逐个完成各个功能模块。考虑到后面有可能会随时增减变量，导致Traffic_Light模块中的内容会有改动，因此，这一模块中几乎就不存在任何逻辑结构，也不要求实现什么具体的功能，只是负责定义声明各个变量，常量，以及一些固定不变的赋值。 Traffic_Light流程图 分频模块流程图 4.2、分频模块 在红绿灯交通信号系统中，大多数的情况是通过自动控制的方式指挥交