fpga课程设计交通灯信号控制器的设计报告

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1、课程设计报告交通灯信号控制器的设计报告学院专业班级学号_姓名交通灯信号控制器的设计1、实验目的(1)熟悉QuartusII/ISEDesignSuite/ispLEVER软件的基本使用方法。(2)熟悉GW48-CK或其他EDA实验开发系统的基本使用方法。(3)学习和掌握VerilogHDL过程区块语句、if条件语句、case选择语句、for循环语句和元件实例化语句等的综合使用。(4)学3计数器、分频器、选择器等VerilogHDL基本逻辑电路、动态扫描显示电路和状态机控制电路的综合设计应用。2、

2、实验要求设计并调试好一个十字交叉口的交通灯信号控制器，要求为：(1)设置两个丌关SW1、SW2,其中固定幵关实现交通警察人为监督交通秩序和无人自动控制交通秩序之间的切换，默认开关置于高电平端，为自动控制模式一交通灯按事先的规定工作，开关置于低电平吋，为人为监督控制模式(交通灯不再工作)。点动开关SW2用于整个系统的总复位，如系统出现故障，则需要总复位。(2)当交通灯处于无人控制S动状态时，若方向灯1绿灯亮，则方向2红灯亮。计数55s后，方向1的绿灯熄灭、黄灯亮，再计数5s后，方向1的红灯亮，黄灯

3、火，同吋方向2的绿灯亮，然后方向2重复方向1的工作过程，这样就实现了无人自动控制交通灯。有关控制的定时使用倒计时方式，计时过程用数码管显示。3、总体设计思路3.1系统组成交通灯控制器拟由单片的CPLD/FPGA来实现，结合设计任务要求和确定的实现方案，按照自顶向下的层次化设计方法，整个系统可分为6个模块组成。①主控制模块control：根据外部输入控制信号及来自内部计时模块的控制信号，控制两个方向道路信号灯的亮与灭。②55s倒计时模块cnt55：实现55s绿灯点亮时间的倒计时。③5s倒计时模块c

4、nt05：实现5s黄灯点亮吋间的倒计吋。④时钟信号分频模块fdiv:将给定的主频时钟信号经分频得到频率分别是1KHZ和1HZ.⑤显示数据多路选择模块datasel:根据来自control模块的控制信号进行倒计吋模块cnt55和cnt05计吋结果的显示数据选择。⑥数据动态显示驱动模块display:使用动态扫描的方式，进行显示数据的选择及显示驱动译码。3.2功能模块设置及实现系统采用的是系统级层次设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片FPGA芯片实现，首先用VHDL语言编

5、写各个功能模块程序，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件，然后用顶层原理阁将各个功能模块连接起来。下而分别来介绍各个功能模块的实现和调试过程。♦主控制模块controlenOceDen1cel5^1SelJ..UJrstredlred2yellyel2grelgre2.inst[.•■—■—■—■—■—输入端口：en0、en1:分别来自cn155、cn15的定吋溢岀信号sw1:交通控制转换7f•关rst:复位信号输出端口：ceO、cel:用于cnt05、cnt55模块是否定吋的控制信号se

6、l:用于datasel模块进行数据选择的控制信号red1>red2、grel、gre2、yell、yel2:信号灯控制该模块主要完成根据外部输入信号rst,swl控制输出，用于控制交通灯的信号Red1,Red2,Yellowl，Yellow2,Green1,Green2。这中间包含了必要的内部模块之间的信号EN（來自倒计时时间选择驱动模块）。♦55s定时模块cnt55si•elkdout1[3..0]rstdout0[3..0]tcecout番瓤•:inst2au■龜•输入端口：c1k:时钟脉

7、冲信号rst:复位信号ce:来自控制模块的计数使能信号输出端I」：dout1、doutO:分别为定时值的高4位和低四位cout:定吋计数溢出信号该模块主要完成55秒的倒计时，控制红灯的点亮时问。实呩中在1分钟内还耍有绿到黄灯的转换以提醒车辆与行人，所以选择了55秒作为绿灯的点亮时间。♦5s定吋模块:cntO5s1.=z■•——!rhAjcikaouijL么.UJ■•Irsiaouiu[o..ujs•••!cecoui•i■•instl鶴••i■■输入端口：c1k:时钟脉冲信号rst:复位信号ce

8、:来自控制模块的计数使能信号输出端口：dout1、doutO:分别为定时值的高4位和低四位cout:定时计数溢出信号该模块主耍完成5秒的倒计时，控制黄灯的点亮时间。实际中在1分钟内还要冇红到黄灯的转换以提醒车辆与行人，所以选择了55秒作为红灯的点亮吋间后，黄灯的点亮吋间必定为5秒。fdiv

9、■—elkelk1khzclk1hz•■•■•鶴•inst4■♦分频器模块，M■、礬■■I'I■•钃禱、馨•输入端口：elk：输入主频吋钟脉冲信号，假设为10MHZ输出端口：clklKhz:分频后为lKhz