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基于FPGA技术的交通灯控制系统设计

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。目前很多城市交叉路口的交通灯

实行的是定时控制,灯亮的时间是预先设定好的,在时间和空间方面的应变性

能较差,一定程度上造成了交通资源的浪费,加重了道路交通压力。本文在

EDA技术的基础上,利用FPGA的相关知识设计了交通灯控制系统,可以根据

实际情况对灯亮时间进行自由调整,整个设计系统通过Max+PlusⅡ软件进行了

模拟仿真,并下载到FPGA器件中进行硬件的调试,验证了设计的交通信号灯

控制电路完全可以实现预定的功能,具有一定的实用性。

1系统设计要求

所设计的交通信号灯控制电路,主要适用于在两条干道汇合点形成的十字

交叉路口,路口设计两组红绿灯分别对两个方向上的交通运行状态进行管理。

交通灯的持续闪亮时间由键盘输入控制。灯亮时序如图1所示,当B方向的红

灯亮时,A方向对应绿灯亮,由绿灯转换成红灯的过渡阶段黄灯亮,即B方向

红灯亮的时间等于A方向绿灯和黄灯亮的时间之和。同理,当A方向的红灯

变亮时,B方向的交通灯也遵循此规则。各干道上安装有数码管,以倒计时的

形式显示本道各信号灯闪亮的时间。当出现特殊情况时,各方向上均亮红灯,

倒计时停止。特殊运行状态结束后,控制器恢复原来的状态,继续运行。

2系统整体设计

整个系统设计如图2所示,该系统主要由计数模块、控制模块、分频模块、

分位模块以及显示电路构成。其中分频模块主要将系统输入的基准时钟信号转

换为1Hz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

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