fpga实训报告(基于vhdl语言的eda交通灯设计)

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1、数字电路逻辑设计基础实验-实验报告北京联合大学《数字电路逻辑设计》实训报告基于VHDL语言的EDA设计——交通灯控制系统课程名称：数字电路逻辑设计课程实训学院：信息学院专业：电子信息工程姓名：班级：200908030301学号：指导教师：成绩：2011年12月22日-2-数字电路逻辑设计基础实验-实验报告目录目录-1-概述1第一章交通灯控制系统工程设计要求21、基础功能要求22、拓展功能要求2第二章基础功能模块电路设计31、南北方向控制模块设计32、东西方向控制模块设计53、顶层设计8第三章电路基础功能时序

2、仿真验证91、南北方向控制模块功能仿真验证92、东西方向控制模块功能仿真验证93、顶层设计整体功能仿真验证10第四章电路拓展功能设计111、“左转向”指示灯功能设计112、“左转向”指示功能设计12附录13附录1-小组成员与成员分工13附录2-参考资料13-2-数字电路逻辑设计基础实验-实验报告概述1、EDA技术的概念EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配

3、编译、逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。现在对EDA的概念或范畴用得很宽。包括在机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域，都有EDA的应用。目前EDA技术已在各大公司、企事业单位和科研教学部门广泛使用。例如在飞机制造过程

4、中，从设计、性能测试及特性分析直到飞行模拟，都可能涉及到EDA技术。2、VHDL语言概念VHDL语言：超高速集成电路硬件描述语言（VHSICHardwareDeseriptionLanguagt，简称VHDL），是IEEE的一项标准设计语言。它源于美国国防部提出的超高速集成电路（VeryHighSpeedIntegratedCircuit，简称VHSIC）计划，是ASIC设计和PLD设计的一种主要输入工具。3、交通灯控制系统工程简介本设计是我小组在2011-2012学年度实训课程《数字电路逻辑设计》所要求的

5、课程工程。其中选题为交通灯控制系统。工程设计使用软件Quartus6.0，基于VHDL语言设计。关键词：EDA、FPGA、VHDL13数字电路逻辑设计基础实验-实验报告第一章交通灯控制系统工程设计要求1、基础功能要求设计一个简单自控控制的交通灯控制系统。具体要求，在道路十字路口的两个方向各设一组红黄绿指示灯，显示顺序为，其中一个方向是绿灯、黄灯、红灯是，另外一个方向是红灯、绿灯、黄灯；设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通过或禁止通过实践，其中绿灯、黄灯、红灯的持续时间分别是20s、5s、25s。交通灯基

6、础功能状态表如下表1-1.1工作状态南北方向东西方向S0绿灯亮红灯亮S1黄灯亮红灯亮S2红灯亮绿灯亮S3红灯亮黄灯亮表1-1.1交通灯点亮状态表2、拓展功能要求1、紧急情况功能：遇有消防、救护等车辆通行时，进入特殊运行状态，两干道均为红灯亮或者闪亮红灯，时钟停止计时。待特殊状态结束后，回复正常状态。2、个路口装有“左转弯”指示灯。显示模块控制模块（东西）控制模块（南北）交通灯信号时钟信号CLKRST13数字电路逻辑设计基础实验-实验报告第二章基础功能模块电路设计1、南北方向控制模块设计南北方向控制模块（co

7、na）设计的要求是：初始状态设置为绿灯亮。数码管倒计时从19秒到0秒，然后依次是黄灯亮，持续时间5秒，红灯亮，持续时间258秒。南北方向控制模块设计的VHDL程序如下：libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;useieee.std_logic_unsigned.all;entityconaisport(rst,clk:instd_logic;r,g,y:outstd_logic;timh,timl:outstd_logic_vector(3downto0));endco

8、na;architecturecom_arcofconaistypergyis(green,yellow,red);beginprocess(clk)variablea:std_logic;variableth,tl:std_logic_vector(3downto0);variablestate:rgy;beginifrst='1'thenstate:=green;a:='0';elsifclk'eventan