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《福大EDA交通灯控制电路的设计(新实验箱)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、可编程逻辑设计实验学号：111201006姓名：方毓韬2014.11.11实验五交通灯控制电路的设计一、实验目的：进一步学习复杂数字电路的设计方法，提高利用硬件描述语言进行电路设计的技巧和熟练程度。二、实验要求及原理：1、满足图1顺序工作流程。图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG，东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG。它们的工作方式有些必须是并行进行的，即南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄红灯亮。南
2、北方向绿灯亮，东西方向红灯亮(5t)南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮(1t)南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮(5t)南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮(1t)图1交通灯顺序工作流程图2、应满足两个方向的工作时序：即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。时序流程图2所示。图2中，假设每个单位时间为3秒，则南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别15秒、3秒、18秒，一次循环为36秒。其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和。123456789101112123456N
3、SGNSYNSREWREWGEWYt5t6tt图2交通灯时序工作流程图3、十字路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。具体为：当某方向红灯亮时，置显示器为某值，然后以每秒减1计数方式方式工作，直至减到数为“0”，十字路口红、绿灯交换，一次工作循环结束，进入下一步某方向地工作循环。例如：当南北方向从黄灯转换成红灯时，置南北方向数字显示为24，并使数显计数器开始减“1”计数，当减到“0”，时，此时红灯灭，而南北方向的绿灯亮；同时，东西方向的红灯亮，并置东西方向的数显为24。三、实验内容1、根据实验要求及原
4、理1、2画出交通指示灯控制电路原理框图。提示：两个方向的控制电路可以共用一个24进制计数器实现。2、用VHDL硬件描述语言层次化设计方法进行顶层文件和各模块电路的设计。3、用QuartusII对设计进行编译、综合、仿真，给出仿真波形和时序分析数据（不包括数码显示部分）。4、通过QuartusII集成环境，将设计下载到实验电路上进行硬件测试。管脚锁定：信号旧试验箱新试验箱NO.5管脚号连接的器件管脚号连接的器件Clk143Clk1(1HZ)153CLK2(1Hz)start30SW1233SW1NSG29LED1212L
5、ED8NSY28LED118LED7NSR27LED107LED6EWG18LED33LED3EWY17LED22LED2EWR16LED11LED1数字显示所需管脚参考实验六。5、画出完整的交通灯控制电路原理框图（含数码显示部分）。6、修改上述内容2的设计，增加数码显示部分。注意：两方向的计数要求分别显示在数码管1、2和数码管7、8上。7、用QuartusII对设计进行编译、综合、仿真，给出仿真波形和时序分析数据。8、再次将设计下载到实验电路上进行硬件测试。四、思考题：1、控制电路除用有限状态机实现外，还可以采用什么
6、方法实现？答：还可以用进程语句实现，用一个十二进制的计数器作为控制模块，则EWR、EWG、EWY、NSR、NSG、NSY在计数器不同输出的时候有相应的输出。2、如果增加夜间显示（即全部黄灯闪烁），电路该怎样设计？答：把黄灯输出信号EWY、NSY作为使能端，接到一个锁存器上，锁存器的输入时一个频率较高的信号，输出接黄色LED。当EWY、NSY=1时，黄灯闪烁。五、实验总结：这个实验呢，总体来说是最难的一个。在学习EDA时间上较短，而仪器上的问题也造成了不少麻烦，造就了困难。程序设计在一步一步推敲中得以完成。总而言之，这次
7、试验很大程度上锻炼了我的能力，受益匪浅。附录：程序moduletraffic(clk,EN,ACOUNT1,ACOUNT2,BCOUNT1,BCOUNT2,LAMPA,LAMPB);inputEN,clk;output[3:0]ACOUNT1,ACOUNT2,BCOUNT1,BCOUNT2;output[2:0]LAMPA,LAMPB;reg[3:0]ar1,ar2,ag1,ag2,ay1,ay2,br1,br2,bg1,bg2,by1,by2;reg[3:0]numa1,numa2,numb1,numb2;regte
8、mpa,tempb;reg[1:0]counta,countb;reg[2:0]LAMPA,LAMPB;always@(EN)if(!EN)begin//预置数部分ar1<=4'd8;ar2<=4'd1;ag1<=4'd5;ag2<=4'd1;ay1<=4'd3;ay2<=4'd0;br1<=4'd8;br2<=4'd1;bg1<
