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1、数字逻辑课程设计报告题目：基于FPGA的智能交通灯控制器课程名称：数字逻辑课程设计专业班级：学号：姓名：报告日期：2013-9-12计算机科学与技术学院1.实验目的通过Verilog的编程，深入了解并掌握可编程芯片的使用技术，完成规定的设计任务，加强对《数字逻辑》课程所学知识的理解，培养学生创造性思维能力和独立解决实际问题的能力。2.实验内容用Verilog代码实现智能交通灯信号控制器设计，具体内容及要求如下：（1）在主干道与次干道公路十字交叉路口，为确保人员、车辆安全、迅速地通过，在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。红灯禁止通行；绿灯允许通行；黄灯亮则
2、给行驶中的车辆有时间行驶到禁行线之外。（2）主干道和次干道公路十字交叉路口都安装了车辆检测传感器（C），要求如下：（A）在每日的早、晚高峰时段，双边“C=1”则主干道通行时间是次干道通行时间的2倍；（B）全天主、次干道有车一方有优先通行权；（3）主干道公路路口安装有人员通过请求按钮（PQ），一旦有请求信息，控制器应给与放行。（4）Online控制信号由交通控制中心发出，（Online=1）一旦它有效，则主干道放行，十字交叉路口控制器“失效”，Online=0十字交叉路口控制器恢复控制权。（6）在每次由绿灯亮变成红灯亮的转换过程中间，要亮5s时间的黄灯作为过渡。（7）用
3、“开关”代替传感器作为人员通过请求和车辆是否到来的信号。用红、绿、黄三种颜色的发光二极管作交通灯。（8）要求显示时间，倒计时。3.实验环境PC个人计算机、ISE14.2软件、Adept软件、开发板Basys2、USB下载线4.实验设计方案4.1输入输出与引脚分配说明4.1.1输入信号：PQ，人员请求信号——接板子“E2”开关ONLINE,控制中心接管信号——接“N3”SET,控制器开关——接“P11”RST,复位开关——接“L3”RUSH,高峰判断开关——接“F3”CM,主道车辆传感器——接“G3”CC,支道车辆传感器——接“B4”CLK,系统时钟——接“B8”4.1
4、.2输出信号：[2:0]ML,ML0~2主道绿、黄、红灯——分别接“G1、P4、N4”[2:0]CL,CL0~1支道绿、黄、红灯——分别接“P7、M11、M5”[6:0]a_to_g,七段数码管接口——a_to_g0~6分别接“M12、L13、P12、N11、N14、H12、L14”[3:0]an,四选一控制接口——an0~4分别接“F12、J12、M13、K14”4.2模块图4.2.1模块层级图顶层模块时钟生成控制模块显示模块ONLINE请求判断PQ请求判断高峰判断……4.2.2模块1．时钟生成模块输入系统时钟信号CLK定义计数变量[24:0]counter取cou
5、nter不同位生成不同周期的时钟信号clk1、clk_scan输出时钟信号clk1、clk_scan4.2.3模块2.控制模块【1】输入信号inputwireclk1s,近似1s的时钟信号inputwirePQ,人员请求信号inputwireONLINE,控制中心请求信号inputwireSET,控制器开关信号inputwireRST,复位信号inputwireRUSH,高峰信号inputwireCM,主道车辆检测信号inputwireCC,支道车辆检测信号【2】输出信号outputreg[2:0]ML,主道信号灯接口outputreg[2:0]CL,支道信号灯接口o
6、utput[7:0]ACOUNT，存放主道两个时间数字的8421码output[7:0]BCOUNT，存放支道两个时间数字的8421码（ACOUNT、BCOUNT整合到顶层文件b[15:0]中，方便调用七段显示模块）【3】模块内部流程图输入信号内部参数定义分情况预置主、支道信号灯秒数设定变量en的值代表不同的触发效果时钟触发主干道自动控制过程时钟触发支道自动控制过程连续赋值传出时间参量：assignACOUNT=numm；assignBCOUNT=numc；输出信号ML、CL、ACOUNT、BCOUNT4.2.4模块3.七段显示模块【1】显示原理使用同步扫描电路，对4
7、位数码管的控制端口进行扫描，每一个时刻只有一个数码管亮，只要设置足够快的频率扫描，由于眼睛的视觉停留效应，就会使得显示结果达到4位同时亮的效果。【2】输入信号inputwire[15:0]x,存放了主、支道时间数字的4*4位8421码inputwireRST,复位信号inputwireCLK,扫描时钟信号（传入的是clk_scan）【3】输出信号outputreg[6:0]a_to_g,接七段数码管引脚outputreg[3:0]an，接选择显示引脚【4】流程图输入信号内部参数定义s:用于扫描显示digit:存放8421码分段提取b[15:0]中84
