基于FPGA交通灯控制器.doc

基于FPGA交通灯控制器 作者： 日期：8 个人收集整理 勿做商业用途 基于FPGA交通灯控制器 专业： 电波传播语天线 班级： 2班学生学号: 2011029140017学生姓名: 钟皓程指导教师: 李颖完成时间： 2021年11月26日 FPGA设计实验报告交通灯控制器综合设计1、 设计概述FPGA(FieldProgrammable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物.它是作为专用集成电路(ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。Verilog HDL语言是在C语言的基础上发展而来的。从语法结构上看,Verilog HDL继承和借鉴了C语言的很多语法，两者有许多的相似之处,但Verilog HDL作为一种硬件描述语言，还是有本质的区别。即可适用于综合的电路设计，也可胜任电路和系统的仿真；能在多层次上对所设计的系统加以描述，从开关级、门级，寄存器传输级到行为级等都可以担任，而且没规模限制；灵活多变的电路描述风格，可进行行为描述，也可进行结构描述等，应用十分的广泛。Quartus软件是Atlera的CPLD/FPGA集成开发软件，具有完善的可视化设计环境,并具有标准的EDA工具接口，基于Quartus进行EDA设计开发需要以下步骤:设计输入、编译、仿真、编程与验证等。 二、设计功能本次实验要求设计一个十字路口的交通灯控制电路;东西方向车道和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为45秒，时间可设置修改；在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道;黄灯亮时，要求每秒闪亮一次每一种灯亮的时间用数码管进行显示（采用倒计时法显示）。 三、设计方案 系统组成如下:状态图如下：真值表如下：四、模块设计§ 分频电路设计§ 计数器设计§ 状态转换器设计§ 时间显示器设计五、 程序分析六、 仿真实现 （一）系统的功能模块原理图： (二）仿真图七、硬件实现 （一）引脚图 （二）硬件图 八、总结 至此为期两周的FPGA设计实践课程就结束了，通过这段时间的学习实践，我初步掌握了Verilog HDL这种目前应用最广泛的硬件描述语言的编写方法以及联机下载到硬件验证的整个流程，圆满完成了设计任务。 1。通过实验熟悉了Quartus 软件编写 Verilog HDL语言以及下载到硬件的方法。2。程序设计是这次实验的重点,通过老师上课讲的内容自己实际做了进位程序以及分频程序，基本掌握了它的使用。3。在写完程序后，发现不能调用各个程序模块，后来在x老师的点拨下改成使用程序模块来生成具体的模块来使整个系统正常工作。4。新建工程名的时候出现了和所建模块一样的名字导致编译出错，最后改正才能正常编译.5.程序设计遇到了数码管无法显示的瓶颈,在老师的指导下通过LED显示模块实现了将4位MSL.。.转换成7段码对其进行显示，最终解决了这一问题。6。下载到硬件以后时间略快半秒，对分频进行改进后得以和正常的时间相同.总体上，本设计已经达到了预期的效果，在软件上做了相关的仿真，也实现了在硬件上的测试。在此次课程设计过程中，我提升了自己的自学能力和动手能力，得到了x老师的悉心指导,使我受益匪浅，很多思路和方法都是在讨论过程中逐渐形成和完善的，在此我向xxxx老师表示衷心的感谢，谢谢老师对我的大力帮助。在完成自己的设计后，我还帮助其他同学解决了一些问题，拓展了自己的思路，享受了合作的快乐,增进了友谊，这也是一笔很大的收获。九、教材 FPGA应用实验教程陈学英 李颖编著 ，国防工业出版社