基于fpga的交通灯设计的开题报告

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1、陕西国防工业职业技术学院毕业设计(论文)开题报告学生姓名：罗鹏学号：38310133专业：微电子技术设计(论文)题目：基于FPGA的交通灯控制器设计指导教师:樊建海2012年11月8日毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述一、课题题目基于FPGA的交通灯控制器设计二、前言交通灯控制器设计是数字电路中的经典问题，传统的设计方法是基于中、小规模集成电路进行的，采用的电路元件多、接线复杂、故障率高、可靠性低，修改电路的

2、功能需要硬件电路的支持。ElectronicDesignAutomation技术的发展，在线可编程逻辑器件PLD的出现，使得我们在实验室就可以制作专用集成电路。超高速硬件描述语言VHDL可以对数字系统进行抽象的行为与功能描述，在电子设计的各个阶段、各个层次可以用计算机进行仿真验证，编程简单，程序修改容易，不需要硬件电路的支持，给设计者带来了很大的方便。本课题是使用现场可编程门阵列FPGA，用VHDL(超高速硬件描述语言)进行硬件电路的语言描述，实现十字路口交通灯控制器设计。三、正文1、课题研究的

3、意义随着城市的发展，机动车数量的不断增加，交通管制变得越来越重要，特别是在十字路口处，交通灯已成为交通管制必不可少的重要工具。因此交通灯是城市交通管理系统的重要组成部分，它能够保证机动车辆的安全运行，维持城市道路的顺畅[1]。城市交通灯的功能都是通过交通灯控制器实现的。智能交通系统(ITS)作为21世纪交通运输体系的发展方向，受到了世界范围的重视[2]。城市交通控制系统是现代城市智能交通系统的组成之一，主要用于城市道路交通的控制与管理。城市十字路口实现交通信号控制是提高交通管理的重要手段。交通灯

4、控制器是交通信号控制系统的重要组成部分，各种交通控制方案最终都要由交通灯控制器来实现。因此交通灯控制器在城市交通监管中起着极其重要的作用。2、交通灯控制器的实现方法交通灯控制器的设计是数字电路中的经典问题，传统的设计方法是基于中、小规模集成电路进行的，采用的电路元件多、接线复杂、故障率高、可靠性低，修改电路的功能需要硬件电路的支持[3]。而基于FPGA设计的交通灯控制器具有电路简单、可靠性强、实写快速擦写、运算速度高、故障率低，而且体积小的特点。下面简单介绍三种方法：1）交通灯控制器若采用单片机

5、方案来实现，其模型可由单片机主控电路、电源电路、显示电路和无线收发控制电路四部分组成。主要电路核心元件AT89C51。在我国，单片机技术的应用和研究也方兴未艾，目前广泛应用于工业控制、机器人、智能仪表、通讯、航天、舰船、家用电器、办公自动化设备、金融电子系统、汽车电子系统以及个人信息终端等领域，单片机已经成为了现代电子系统中最重要的智能化工具[4]。电源电路需要用到+5V的直流稳压电源。显示电路和无线收发控制电路应由数据发射模块和编码芯片两部分组成。并且硬件设计完成之后还需利用计算机软件进行软件

6、部分设计才能实现相应的功能。虽然利用单片机设计的交通灯控制器有性能稳定、能够实现多功能的优点，但它同时也存在诸多的缺点，特别是修改电路的功能以及调试都需要硬件电路的支持，这在很大程度上增加了功能修改以及系统调试的困难。2）可编程序控制器PLC的优点可以提高可靠性和稳定性，但它也存在很多缺陷，PLC的体系结构是封闭的，因而各个PLC厂家的硬件体系各不兼容，编程语言及指令系统也有差异，这导致当用户选择某一种PLC产品后，必须选择与其相应的控制规程，且需要学习特定的编程语言，这些缺陷大大降低了PLC方

7、案的可行性。3）基于FPGA设计的交通灯控制器，是以FPGA芯片为核心，使用VHDL语言编写源代码。随着ElectronicDesignAutomation技术的发展，在线可编程逻辑器件PLD的出现，使得我们在实验室就可以制作专用集成电路[5]。超高速硬件描述语言VHDL可以对数字系统进行抽象的行为与功能描述，在电子设计的各个阶段、各个层次可以用计算机进行仿真验证，编程简单，程序修改容易，不需要硬件电路的支持，给设计者带来了很大的方便[6]。因此基于FPGA的设计方法具有设计灵活、易于修改、设计

8、周期短的优点。此外，随着设计语言、电子设计自动化工具和FPGA器件不断完善和发展，基于FPGA的设计方法有点越来越明显。3、交通灯控制器的发展展望以前普通的交通灯控制器只能根据事先给定时间进行通道的通禁控制，但由于如今车辆的迅速增多，所以传统的交通灯控制器已经表现出明显的缺点：红绿灯时间相对固定，不能随车流量调整红绿灯的显示时间，在时间和空间方面造成了交通资源的浪费，加重了道路交通压力[9]。而交通灯在其中正扮演着越来越重要的角色。因此，要求寻找一种可以随时针对通道上车辆的密集度来控制和调节此通