现代数字系统设计

《现代数字系统设计》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、河南科技大学课程设计说明书课程名称＿＿现代数字系统设计＿＿＿＿题目一、十字路口交通管理器的设计二、多功能数字电子钟的设计学院＿＿_电子信息工程学院＿＿＿＿班级＿＿研1004班专业控制理论与控制工程学生姓名＿＿＿王晓阳指导教师＿＿刘珊中＿＿＿20一、十字路口交通管理器的设计一、设计要求设计一个控制交通信号灯的控制电路，该管理器控制甲、乙两道的红、黄、绿三色灯。指挥车辆和行人安全通行。在正常工作情况下，任何时候必有且只有一个灯点亮。当出现其他状况时，表明电路发生故障，这时要求逻辑电路能发出故障信号，提醒维护人员进行维修。二、交通灯总体框图图1交通灯总体框图根据交通灯控制器的功能与要求,将其总体电路

2、分为状态控制，倒计时，数码管显示，信号灯显示模块（jtdctrl，jtdtime，jtdxs，jtdlight）。jtdctrl实现逻辑和时序控制，外部两路脉冲振荡器的频率选为1kHz和1Hz的信号，1khz信号用于显示模块的扫描，1Hz信号用做倒计时模块的计数脉冲。M为紧急状态和自动运行状态。三、交通灯原理分析当M='1'时，进入紧急状态，输出为B"100100",即甲、乙方向均为红灯亮。当M='0'时，交通即开始正常工作。M=‘0’时，经过40秒，S由B"100010"变为B"100001"，再经过5秒，S变为B"010100"，再经过40秒，S变为B"001100"，再经过5秒，S变为B

3、"100010"……如此循环下去。当M=‘1’跳变到M=‘0’时，数码管继续计时，恢复正常工作状态。甲、乙方向的红绿灯具体转换状态如下：20M输出备注1100100长时间亮红灯0状态1：100010持续40秒，转到状态2状态2：100001持续5秒，转到状态3状态3：010100持续40秒，转到状态4状态4：001100持续5秒，转到状态1甲方向红灯红灯绿灯黄灯45秒40秒5秒乙方向绿灯黄灯红灯红灯40秒5秒45秒交通灯转换表四、交通灯模块设计与仿真1．顶层文件的设计顶层原理图设计可以依据系统框图进行，由反馈控制，倒计时，数码管显示，信号灯显示模块（jtdctrl，jtdtime，jtdxs，

4、jtdlight）四部分组成。其顶层原理图如图所示。图2顶层原理图顶层文件的仿真波形图如图3所示：20图3顶层文件的仿真波形图2．状态控制模块（jtdctrl）状态控制模块根据倒计时模块（jtdtime）的输出信号和1hz的时钟信号，产生系统的状态机，控制其他部分的协调工作。该模块的源文件程序如下：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityjtd_ctrlisport(clk:instd_logic;at,bt:instd_logic_vector(7downto0);s:outstd

5、_logic_vector(1downto0));endjtd_ctrl;architecturejtdofjtd_ctrlissignalq:std_logic_vector(1downto0);beginprocess(clk,at,bt)beginifclk'eventandclk='1'thenif(at=x"01")or(bt=x"01")thenq<=q+1;elseq<=q;endif;endif;endprocess;s<=q;endjtd;状态控制模块的仿真波形图如图4所示：20图4状态控制模块的仿真波形图3．倒计时模块（jtdtime）的设计倒计时模块用来设定A和B两个方向

6、计时器的初值，并为数码管显示模块提供倒计时时间。倒计时模块源文件程序如下：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityjtd_timeisport(clk:instd_logic;m:instd_logic;s:instd_logic_vector(1downto0);at,bt:outstd_logic_vector(7downto0));endjtd_time;architecturejtd_1ofjtd_timeissignalati:std_logic_vector(7downt

7、o0):=x"01";signalbti:std_logic_vector(7downto0):=x"01";signalart,agt,ayt:std_logic_vector(7downto0);signalbrt,bgt,byt:std_logic_vector(7downto0);begin——设定各个红绿黄的工作时间art<=x"45";agt<=x"40";ayt<=x"05";brt