基于fpga的交通灯设计课程设计

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1、基于FPGA的交通灯控制器的设计草鱼 草鱼 草鱼 FPGA综合设计实验报告草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 题目草鱼草鱼草鱼草鱼基于FPGA的交通灯控制器的设计草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼 作者草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼 专业草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼 日期草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼2013年3月29日草鱼草鱼草鱼草

2、鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 草鱼 1.设计任务：pork基于FPGA的交通灯控制器的设计草鱼 2.设计要求：pork草鱼 （1）十字路口由一条东西方向的主干道和一条南北方向的支干道构成，鲤鱼主干道和支干道均有红、pork黄、pork绿3种信号灯；pork草鱼 （2）保持主、pork支干道红、pork绿交替变换；pork草鱼 11基于FPGA的交通灯控制器的设计（3）绿灯转红灯过程中，鲤鱼先由绿灯转为黄灯，鲤鱼5秒后再由黄灯转为红灯；pork同时对方由红灯转为绿灯；pork草鱼 （4）系统需

3、具有复位及特殊情况紧急处理功能。草鱼草鱼 （5）了解交通灯控制器的工作原理，鲤鱼完成控制器的硬件电路设计及软件设计。草鱼草鱼 3.总体设计方案：pork草鱼 从题目中计数值与交通灯的亮灭的关系如图（1）所示。草鱼当主干道绿灯55秒和5秒黄灯过渡时，鲤鱼支干道必须禁止通行，鲤鱼即支干道红灯亮55+5=60秒；pork当支干道由红灯转为绿灯时，鲤鱼支干道亮55秒绿灯和5秒黄灯过渡，鲤鱼此时主干道红灯应亮55+5=60秒。草鱼东西南北时间/s绿灯亮红灯亮55黄灯亮红灯亮5红灯亮绿灯亮55红灯亮黄灯亮5图1草鱼交通灯控制要

4、求草鱼 4.硬件电路基本原理分析：pork草鱼 动态LED显示的设计方法是将不同LED模块的所有的LED的驱动端一对一地连接到一起，鲤鱼而将其公共极（阴极或阳极）分别由不同的IO口来驱动（主要针对7段码和LED点阵模块）。草鱼动态显示方式主要是出于简化电路和产品成本考虑在大多数场合都可以达到用户要求。草鱼动态显示虽然占用的CPU时间多，鲤鱼但使用的硬件少，鲤鱼能节省线路板空间。草鱼草鱼 另外，鲤鱼本设计显示需要使用的是4个七段显示数码管。草鱼在计时结果显示电路中，鲤鱼七段数码管显示部分是一个不容忽视的环节，鲤鱼如若

5、处理不得当，鲤鱼可能引起系统功率过大，鲤鱼产生散热问题，鲤鱼严重时甚至会导致系统的烧毁。草鱼为了解决好以上问题，鲤鱼下面就对七段数码管显示电路做简要的分析和介绍。草鱼草鱼 通常点亮一个LED所需的电流是5～50草鱼mA，鲤鱼通电的电流愈大，鲤鱼LED的亮度愈高，鲤鱼相对的也会使其寿命缩短。草鱼一般以10草鱼mA的导通电流来估算它所必须串联的阻值，鲤鱼其计算方式参考如图1所示。草鱼草鱼 11基于FPGA的交通灯控制器的设计草鱼 　　图1草鱼单个LED的串接电阻计算方式草鱼 七段显示器可分为共阳极、pork共阴极型两种

6、，鲤鱼它们都可以等效成8个LED的连接电路，鲤鱼其中如图2就是共阴极型七段显示器的等效电路和每节LED的定义位置图。草鱼草鱼 　草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼 因此，鲤鱼若要点亮七段显示器以实现一个3的数字符号并不点亮P点LED，鲤鱼则输入七段显示码是“10110000”（低电平点亮），鲤鱼而且这个码字的每个位所对应位置和如图2相同，鲤鱼顺序是“pgfedcba”。草鱼依此类推可得到0～9的显示码。草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼草鱼图2草鱼共阴极型七段

7、显示器的LED位置定义和等效电路草鱼 由于本设计的目标是设计倒计时显示系统，鲤鱼要求显示4个0~9的数字，鲤鱼依照图1的计算方式，鲤鱼同时点亮－个七段显示器的8节LED，鲤鱼结果将需电流为10草鱼mA×8＝80草鱼mA。草鱼若再进－步同时点亮4个七段显示器，鲤鱼这时所需电流为80草鱼mA×4=320mA。草鱼这对于一般的电子电路来说，鲤鱼是一个不小的电流，鲤鱼不但CPLD＆FPGA无法负荷这样的电流驱动，鲤鱼而且这个功率也太大，鲤鱼散热也是问题，鲤鱼电路容易被烧毁。草鱼因此显示电路部分不能直接实现各个计时结果同时显

8、示，鲤鱼只能另外通过一个扫描电路对计时输出进行逐个扫描，鲤鱼使七段数码管以两个为一个组，鲤鱼逐个进行显示。草鱼只要每个扫描频率超过人的眼睛视觉暂留频率24草鱼Hz，鲤鱼就可以达到点亮两个七段数码管，鲤鱼却能享有所有七段数码管同时显示的视觉效果，鲤鱼而且显示也不致闪烁抖动，鲤鱼从而间接实现计时结果同时显示。草鱼故输入除了四个十进制数外，鲤鱼还需要1KHZ的时钟