EDA交通灯控制电路设计说课材料.doc
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1、设计课题二:交通灯控制电路设计一、问题描述:交通灯的显示有很多方式, 如十字路口、 丁字路口等, 而对于同一个路口又 有很多不同的显示要求, 比如十字路口, 车辆如果只要东西和南北方向通行就很 简单,而如果车子可以左右转弯的通行就比较复杂, 本实验仅针对最简单的南北 和东西直行的情况。二、功能要求:要完成本实验,首先必须了解交通路灯的燃灭规律。 依人们的交通常规,“红 灯停,绿灯行,黄灯提醒”。其交通灯的燃灭规律为:初始态是两个路口的红灯 全亮,之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西方向通车,延时一段 时间后,东西路口绿灯灭,黄灯开始闪烁。闪烁若干次后,东西路口红灯亮,而 同时南北路口
2、的绿灯亮, 南北方向开始通车, 延时一段时间后, 南北路口的绿灯 灭,黄灯开始闪烁。闪烁若干次后,再切换到东西路口方向,重复上述过程。系统要求实现对 2 组交通灯控制信号的模拟输出,其控制规律为如上所述, 同时要完成等待时间模拟的输出, 即红绿灯的持续时间倒数输出。 系统时钟输入 为一个1KHz的系统时钟。目录一、交通灯控制电路设计的主要功能 2二、课题的功能模块的划分 2三、主要功能的实现 31.1 倒计时模块 31.2 交通灯控制转换模块 . 3四、系统调试与仿真 6五、总结与体会 6六、附件 7七、评分表 错误 ! 未定义书签一、交通灯控制电路设计的主要功能交通灯控制电路设计遵循“红灯停
3、,绿灯行,黄灯提醒”原则。其初始态是 两个路口的红灯全亮,之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,东西方向 通车,延时一段时间后,东西路口绿灯灭,黄灯开始闪烁。闪烁若干次后,东西 路口红灯亮,而同时南北路口的绿灯亮,南北方向开始通车,延时一段时间后, 南北路口的绿灯灭,黄灯开始闪烁。闪烁若干次后,再切换到东西路口方向,重 复上述过程。系统要求实现对2组交通灯控制信号的模拟输出,其控制规律为如 上所述,同时要完成等待时间模拟的输出,即红绿灯的持续时间倒数输出。系统 时钟输入为一个1KHz的系统时钟。本实验中主要应用了状态机以及减法器的设计原理。在状态连续变化的数字 系统设计中,采用状态机的设计
4、思想有利于提高设计效率,增加程序的可读性, 减少错误的发生几率。同时,状态机的设计方法也是数字系统中一种最常用的设 计方法。、课题的功能模块的划分三、主要功能的实现1.1倒计时模块倒计时模块采用减法计数器设计,等到时钟的上升沿来到时,对计数器进行计数。其中减法计数器的代码如下:process(lock,clk)beginif lock=1 thencnt=init;else if clkevent and clk=1 thencnt=cnt-1;if cnt=0 thenov=1;end if;end if;time=cnt;end if;end process;1.2 交通灯控制转换模块在设
5、计交通灯控制电路转换模块时, 采用状态机来实行这个功能模块, 其中 状态机共有五个状态,如:两个路口的红灯全亮;东西路口的绿灯亮,而南北路 口的红灯亮;在延时后,东西路口绿灯灭,黄灯开始闪烁;在闪烁若干次后,东 西路口的红灯亮,同时南北路口的绿灯亮;在延时后,南北路口的绿灯灭,黄灯 开始闪烁;在闪烁若干次后,在切换到东西路口方向。library ieee;时钟信号,复位信号时间信号port (clk,rst:in std_logic; time:out integer range 0 to 59; r1,r2,y1,y2,g1,g2:out std_logic);architecture rt
6、1 of trafic_light istype state is(r1r2,r1g2,r1y2,r2g1,r2y1);signal n_state ,c_state:state;signal cnt ,init:integer range 0 to 49; signal lock,ov:std_logic;beginstate_reg:process(clk,rst)beginif rst=1then c_state=r1r2;elsif clkevent and clk=1thenc_state r1=1;g2=1; y1=0; r2=0;g2= 0;y2=0; init=9;lock=1
7、;n_stater1=1;g2=1; y1=0; r2=0;g2= 0;y2=0;init=0;lock=0;if ov=1 then n_state=r1y2;else n_stater1=1;y2=1;g1=0; r2=0;y1=0;g2=0; init=49;lock=1;n_stater1=1;y2=1;g1=0; r2=0;y1=0;g2=0;init=0;lock=0; if ov=1 then n_state=r2g1; else n_stater2=1;g1=1;y1=0; r1=0;g2=0;y2=0; init=9;lock=1;n_stater2=1;g1=1;y1=0;
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