基于fpga的交通灯控制器设计报告

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1、电子技术课程设计报告********大学*******学年第二学期电子技术基础课程设计——交通灯控制器院系:***学号:***姓名:***专业:***指导老师:***-11-电子技术课程设计报告目录目录II第1章绪论-1-1.1课程设计背景-1-1.2课程设计题目-1-1.3课题功能补充-2-第2章系统设计-3-2.1系统设计思路-3-2.2系统框架设计-3-2.3输入输出设计-4-2.4模块设计过程-5-2.4.1分频模块-5-2.4.2时间设置模块-5-2.4.3状态转换模块-6-2.4.4时间显示模块-6-2.4.5LED信号灯显示模块-7-2.4.6LCD

2、同步显示模块-7-2.4.7数码管显示模块-7-2.5模块描述-8-2.5.1分频模块-8-2.5.2时间设置模块-8-2.5.3状态转换模块-9-2.5.4时间显示模块-9-2.5.5LED信号灯显示模块-9-2.5.6LCD同步显示模块-10-2.6.7数码管显示模块-10-2.6整体电路图-11-第3章系统仿真-12-3.1运行功能-12-3.2设置功能-12-3.3暂停/复位功能-13-3.4LCD屏显示功能-14--11-电子技术课程设计报告第4章实验总结-15-4.1心得体会-15-4.2待改进的问题-16-4.3结束语-16--11-电子技术课程设计

3、报告第1章绪论1.1课程设计背景经过两个学期的电子线路设计测试实验，我们从基础的模电、数电典型电路的设计和实现做起，从PSpice和MAXⅡ的设计与仿真，到面包板搭建电路的实践与测试，在不断的学习和积累中，了解了电子技术设计的基本过程和基础知识。在本学期，我们迎来了电子技术课程设计，这是一次将理论付诸实践的宝贵机会，是提升我们运用电子技术设计手段实现实际问题的能力的良好机遇。在选题阶段，我踌躇满志的和另一个同学选择了SD卡音乐播放器这个选做题，但是由于没有足够地去深入了解相关的技术问题，致使在开题时没有通过曾老师的验收，只能十分遗憾的选择了基础题，改做交通灯控制器

4、了。虽然有些遗憾，因为当初觉得自己有能力完成那样一个选做题，但是这也给了我一个深刻的教训，在机遇和挑战面前，再有信心也要做好充足的准备来证明你的实力。另一方面给我的启示就是，尽管一个相同的题目前人做了很多工作，给我们提供了一个很好的平台，但是如果我们只是去读懂和使用它们，仅限在这样一个层次是远远不够了，要学会从前人的研究成果中寻找新的突破点，利用自己已掌握的知识或者所具备的能力，在原有的基础上实现更加丰富的功能，这才应该是我们做课程设计的最终目的。仅仅看懂别人的设计思路和代码并不是能力的体现，而真正锻炼我们能力的是在充分掌握前人设计手段的基础上，融会贯通地使原有的

5、设计更加结合实际，更加完善。尽管没能做成选做题，但我对于这个交通灯控制器的设计还是兴趣十足。毕竟我们是控制系的学生，在不久前也学习过利用PLC控制器实现智能交通灯的方法，感觉这个题目上手应该比较快。加上前两个学期的积累，譬如数字钟的设计，就已经用到了分频、计数等等功能的设计模块，将它们移植过来加以改善，应该能够实现题目要求的基本功能了。之后我查阅了一些相关设计论文，发现大多数基于FPGA利用Verilog进行设计的交通灯控制器的原理都是状态转换，于是该题目设计的主题思想——基于状态转换，就这样确定了。1.2课程设计题目设计一个十字路口交通信号灯的控制电路。要求红、

6、绿灯按照一定的要求亮和灭，并在亮灯期间进行倒计时，且将运行时间用数码管显示出来。要求主干道每次通行时间为TX秒，支干道每次通行时间为TY秒。每次变换运行车道前绿灯闪烁，持续时间为5秒。即车道要由X转换为Y时，X在通行时间只剩下5秒钟时，绿灯闪烁显示，Y仍为红灯。可以对X、Y方向上的交通灯运行时间进行重新设置。-11-电子技术课程设计报告1.3课题功能补充在原有题目功能要求的基础上，我对交通灯控制器的功能在设计方面进行了补充，主要体现在：（1）增加主、次干道左转红绿信号灯；（2）增加主、次干道左转运行时间倒计时，并用数码管显示；（3）增加LCD同步显示当前运行状态功

7、能，即用LCD显示信号灯状态；（4）增加主、次干道左转运行时间重新设置功能。功能增加了，可以说任务量也增加了不少。就最为关键的时间设置和显示方面，由于增加了两个左转方向的运行时间，虽然只是增加了两个状态，但是同时显示四个方向的等待和通行的倒计时，确实在开始设计时，我有些茫然，觉得无从下手。我花了很长时间在网上查阅实际中的交通灯到底是如何计时和运行的，也到学校周围的路口实地调查过几种十字路口交通灯的设置，慢慢的从实际设置需求中理清头绪，具体的设计思路将在后面的部分详细说明。-11-电子技术课程设计报告第2章系统设计2.1系统设计思路前面讲到，基于状态机的方法可以轻松

8、实现交通灯