VHDL交通灯控制器实验报告.doc

《VHDL交通灯控制器实验报告.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、一、设计要求--------------------------------------------------------------------------------二、设计目的--------------------------------------------------------------------------------三、设计方案--------------------------------------------------------------------------------四、设计程序---------------------

2、------------------------------------------------------------五、管脚分配---------------------------------------------------------------------------------六、硬件下载实现现象描述------------------------------------------七、体会、对设计工作的总结与展-------------------------------------------一、设计要求：①在十字路口的两个方向上各设一组红、绿

3、、黄灯，显示顺序为其中一方向（东西方向）是绿灯、黄灯、红灯；另一方向（南北方向）是红灯、绿灯、黄灯。②设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行的时间，其中绿灯、黄灯、红灯的持续时间分别是20s、5s和25s。③当各条路上任意一条上出现特殊情况时，如当消防车、救护车或其他需要优先放行的车辆通过时，各方向上均是红灯亮，倒计时停止，且显示数字在闪烁。当特殊运行状态结束后，控制器恢复原来状态，继续正常运行。二、设计方案：计数器的计数值与交通灯亮灭的关系如图1所示。图1计数值与交通灯亮灭的关系显然，本课题的核心是一个计数范围为0～49（共50s）的计数器和一个根

4、据计数值做出规定反应的控制器。另外，所用实验箱配备的晶振为20MHz，因此还需要一个分频电路。最后，要驱动七段数码管，显然还需要一个译码电路。根据上面的分析，可以画出如图2所示的系统框图。图2交通灯控制器系统框图2、计数器的设计这里需要的计数器的计数范围为0～49。计到49后，下一个时钟沿回复到0，开始下一轮计数。此外，当检测到特殊情况（Hold=’1’）发生时，计数器暂停计数，而系统复位信号Reset则使计数器异步清0。3、控制器的设计控制器的作用是根据计数器的计数值控制发光二极管的亮、灭，以及输出倒计时数值给七段数译管的分位译码电路。此外，当检测倒特殊情况（H

5、old=’1’）发生时，无条件点亮红色的发光二级管。由于控制器要对计数值进行判断，很容易想到用IF语句来实现。本控制器可以有两种设计方法，一种是利用时钟沿的下降沿读取前级计数器的计数值，然后做出反应；另一种则是将本模块设计成纯组合逻辑电路，不需要时钟驱动。这两种方法各有所长，必须根据所用器件的特性进行选择：比如有些FPGA有丰富的寄存器资源，而且可用于组合逻辑的资源则相对较少，那么使用第1种方法会比较节省资源；而有些CPLD的组合逻辑资源则相对较多，用第2种方法可能会更好。大家可尝试两种方法，比较一下哪种方法所用资源较少，然后在最后的方案中采用这个方法。4、分位译

6、码电路的设计因为控制器输出的倒计时数值可能是1位或者2位十进制数，所以在七段数码管的译码电路前要加上分位电路（即将其分为2个1位十进制数，如25分为2和5，7分为0和7）。与控制器一样，分位电路同样可以由时钟驱动，也可以设计成纯组合逻辑电路。控制器中，引入了寄存器。三、程序语言：-----------交通灯带有点阵显示---------------------LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;ENTITY

7、jtdISPORT(duan:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0);--数码管显示bcd码from100to91hang,lie:outstd_logic_vector(7downto0);-----点阵行输出和列输出led,light_cs:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(3DOWNTO0);--数码管和灯扫描led6521

8、

9、light66676869led_no:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0);--43light:OUTSTD_LOGIC_VECTOR(2DOWNTO0);--灯727071B1eep

10、:OUTS