eda技术实用教程课程设计(1.5v)定稿

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1、课题：十字路口交通灯控制器专业：电子信息工程班级：一班学号：201001672010017820100180姓名：李祥祥申一鸣孙兆平指导教师：吴传生设计日期：2012-12-24——2013-01-06成绩：重庆大学城市科技学院电气信息学院-17-一、摘要-1-二、设计目的-2-三、设计理念-2-三、设计要求-3-3.1自动状态-3-3.2紧急状态-3-四、实现过程-4-4.1系统概述-4-4.1.1设计思路-4-4.2设计与分析-5-4.2.1.系统框图（图三）-5-4.2.2.状态转换图（图四）-6-4.2.3.分频模块-6-4.2.4.主控模块-8-4.2.5.顶层

2、控制-12-4.3仿真及其分析-13-4.3.1分频仿真-13-4.3.2顶层控制仿真-14-4.5引脚选定-14-五、总结-15-六、参考文献-15-七、附录-16--17-一、摘要交通灯控制器，就是为管理交通工具和行人的动向，保障道路安全通畅而设置的一类固定不动的灯具。在今天，交通灯控制器安装在各个路口上，它已经成为疏导交通最常见和最有效的手段。本系统采用EDA实验箱设计交通灯控制器，模拟实现了红、绿、黄灯指挥交通的功能。它直接采用FPGA/CPLD芯片开发，用VHDL语言编程和QUARTUSⅡ6.0设计。交通灯控制器设计，系统的阐述了用FPGA/CPLD芯片实现数字

3、电路的设计过程，展示了FPGA/CPLD芯片的强大功能和非凡特性。本交通灯控制器有两种状态模式：自动状态、紧急状态1、自动状态：适用东西和南北方向的车流量大致相同的路口，主干道每次绿灯时通行为35秒，次干道每次绿灯时通行为15秒，主干道黄灯与次干道红灯，主干道红灯与次干道黄灯时，黄灯亮5秒，才能变换运行车道。2、紧急状态：适用当特殊情况发生时，两个方向都禁止通行，指示红灯，紧急状态解除后，重新计时并指示时间。关键词：交通灯；计数器；数码管；QUARTUSⅡ6.0；FPGA/CPLD-17-二、设计目的电子设计自动化（EDA）是近几年迅速发展起来的计算机软件，硬件和微电子技

4、术交叉形成的现代电子设计技术，其含义已经不局限在当初的类似Protel电路版图设计自动化的概念，基于FPGA的设计方法具有周期短，设计灵活，易于修改等明显的的优点。而且，随着FPGA器件、设计语言和电子设计自动化工具的发展和改进，越来越多的电子系统采用FPGA来设计。EDA技术基础是一门实践性很强的课程。这次课程设计目的是通过设计一个基于FPGA的数字电路系统，让学生更进一步掌握EDA的设计方法和实现方法。熟练掌握VHDL硬件描述语言的设计方法，掌握EDA软件开发平台QuartusII的仿真，熟悉软件的基本操作和运行环境。巩固和综合运用所学过的知识，提高分析、解决实际问题

5、的独立工作能力。三、设计理念课程设计是一个综合知识，培养创新能力的系统工程。它是以学科知识为支撑，以专业知识为基础，以通用知识为保障，以创新知识为拓展；培养团结合作意识，理性思维能力，组织管理能力，信息处理能力，交往交际能力，创新创造能力。通过设计一个基于FPGA的数字电路系统，进一步掌握EDA的设计方法和实现方法，并且熟练掌握VHDL硬件描述语言的设计方法，掌握EDA软件开发平台QuartusII设计环境。按照“自顶向下”的层次化设计方法，以及自底向上的实现方法，模块化设计理念。一个完整的，典型的EDA设计流程既是自顶向下设计方法的具体实施途径，也是EDA工具软件本身的

6、组成结构。在实践中进一步了解这一设计流程的诸多设计工具，有利于有效地排除设计中出现的问题，提高设计质量和总结设计经验。-17-三、设计要求3.1自动状态（1）．在某十指路口交叉地带，可设计东西走向的道路为甲车道并设为主干道，南北走向的道路为乙车道并设为次干道。（2）．主、次车道的交通灯需按交通法则来一次交替运行。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮允许行驶中车辆有时间停靠到禁止线以外。（3）．实现交通灯控制逻辑，控制红黄绿灯的亮和灭，并显示红黄绿灯的倒计时时间，东西车道和南北车道两条交叉路上的车辆交替运行。（4）.要求主干道每次绿灯时通行为35秒，次干道每次绿灯时通行为

7、15秒，主干道黄灯与次干道红灯，主干道红灯与次干道黄灯时，黄灯亮5秒，才能变换运行车道。ABCD主干道交通灯绿灯35S黄灯5S红灯20S绿灯35S次干道交通灯红灯40S绿灯15S黄灯5S红灯40S3.2紧急状态紧急状态由按键SPC启动，所有路灯马上转为60S红灯-17-ABCD主干道交通灯红灯60S绿灯35S黄灯5S红灯20S次干道交通灯红灯60S红灯40S绿灯15S黄灯5S四、实现过程4.1系统概述4.1.1设计思路此次交通灯的设计主要分为五个部分：1、分频器的设计，主要是将1024HZ的频率通过分频得到1HZ的频率来使用；