2024年EDA交通灯实验报告.doc

试验：交通灯设计

壹、设计任务及规定：

设计任务：模拟拾字路口交通信号灯的工作過程，运用试验板上的两组紅、黄、绿LED作為交通信号灯，设计壹种交通信号灯控制器。规定：

交通灯從绿变紅時，有4秒黄灯亮的间隔時间；

交通灯紅变绿是直接進行的，没有间隔時间；

主干道上的绿灯時间為40秒，支干道的绿灯時间為20秒；

在任意時间，显示每個状态到该状态結束所需的時间。

支干道

主干道

图1路口交通管理示意图

A

B

C

主干道交通灯

绿（25秒）

黄（5秒）

紅（30秒）

支干道交通灯

紅（30秒）

黄（5秒）

绿（25秒）

表1交通信号灯的4种状态

设计规定：

采用VHDL語言编写程序，并在QuartusII工具平台中進行仿真，下载到EDA试验箱進行验证。

编写设计汇报，规定包括方案选择、程序清單、调试過程及测试成果。

二、设计原理

1、设计目的：

學习DEA開发软件和Quartus=2\*ROMANII的使用措施，熟悉可编程逻辑器件的使用。通過制作来理解交通灯控制系统，交通灯控制系统重要是实現都市拾字交叉路口紅绿灯的控制

2、设计阐明

（1）第壹模块：clk時钟秒脉冲发生電路

在紅绿灯交通信号系统中，大多数状况是通過自動控制的方式指挥交通的。因此為了防止意外事件的发生，電路必须給壹种稳定的時钟（clock）才能让系统正常运作。

模块阐明：

系统输入信号：

Clk:由外接信号发生器提供256的時钟信号；

系统输出信号：full：产生每秒壹种脉冲的信号；

（2）第二模块：计数秒数选择電路

计数電路最重要的功能就是记数负责显示倒数的计数值，對下壹种模块提供状态转换信号。

模块阐明：

系统输入：full:接受由clk電路的提供的1HZ的時钟脉冲信号；

系统输出信号：tm：产生显示電路状态转换信号

tl：倒计数值秒数個位变化控制信号

th：倒计数值秒数拾位变化控制信号

（3）第三模块：紅绿灯状态转换電路

本電路负责紅绿灯的转换。

模块阐明：

系统输入信号：full:接受由clk電路的提供的1hz的時钟脉冲信号；

tm:接受计数秒数选择電路状态转换信号；

系统输出信号：comb_out:负责紅绿灯的状态显示。

（4）第四模块：時间显示電路

本電路负责紅绿灯的计数時间的显示。

模块阐明：

系统输入信号：tl：倒计数值秒数個位变化控制信号；

th：倒计数值秒数拾位变化控制信号；

系统输出信号：led7s1:负责紅绿灯的显示秒数個位。

led7s2：负责紅绿灯的显示秒数拾位。

设计方案

定期時间到检测電路

定期時间到检测電路

计時器预置数产生電路状态发生器（两位二進制计数器）

计時器

预置数产生電路

状态发生器（两位二進制计数器）

時间显示数据输出

紅黄绿灯输出

紅黄绿灯输出

控制電路（RYG）

紅黄绿灯信号输出

1秒時钟脉冲信号发生器

1秒時钟脉冲信号发生器

图2交通信号灯控制器的原理框图

采用VHDL語言输入的方式实現交通信号灯控制器

秒脉冲信号发生器（進程P1和P2）状态寄存器

秒脉冲信号发生器（進程P1和P2）

状态寄存器

（進程P6）

计数器

（進程P3、P4和P5）

時间显示数据输出

次态发生器

次态发生器

信号灯输出信号

（進程P7）

信号灯输出