交通灯VHDL设计

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1、交通灯控制器设计报告一．设计目的.（1）初步学习，运用VHDL(Verilog)语言编写模块程序。（2）巩固课堂所学的组合逻辑电路，时序逻辑电路及其有关的应用，如计数器，分频器等。（3）提高实践及运用意识。二．设计任务及要求.利用EDA/SOPC实验开发平台提供的八位七段管码显示模块以及EP2C35核心板，实现交通灯信号控制器。设交通灯信号控制器用于主干道公路的交叉路口，要求是优先保证主干道的畅通，因此，平时处于“主干道绿灯，支道红灯”状态。（1）当处于“主干道绿灯，支道红灯”状态：①主干道有车要求通行，支道也有车要求通行时，若主干道通行时间大于等于30秒则切换到“主黄，

2、支红”，4秒后自动切换到“主红，支绿”。②主干道无车要求通行，支道有车要求通行时，立即切换到“主黄，支红”，4秒后自动切换到“主红，支绿”。其它情况保持“主绿，支红”状态。（2）当处于“主干道红灯，支道绿灯”状态：①支道有车要求通行时，保持“主红，支绿”状态，但最多保持30秒然后自动切换到“主红，支黄”状态，4秒后自动切换到“主绿，支红”状态。②支道无车要求通行时，立即切换到“主红，支黄”状态，4秒后自动切换到“主绿，支红”状态。（3）利用八位七段管码显示模块其中的2位实现时间显示。（4）扩展要求：自主设计（如改变时间显示方式，丰富控制逻辑等）三．设计原理及方案.1.总体

3、设计框图2.原理概述：（1）由于主干道，支干道的交通灯均在绿，黄，红三种状态之间有顺序的转换，组合共有四种。所以，利用状态机按照设定的条件实现“主绿，支红”、“主黄，支红”、“主红，支绿”、“主红，支黄”4种状态之间的切换。(2)因为红黄绿灯之间转换有时间限制，所以要有计数器，可用七段数码管显示模块，由于时间是两位数，所以只需要八位七段管码显示模块其中的2位实现时间显示。(3)由于实验室提供的基准频率为50MHZ,所以得用分频器得到所需要的频率。四．电路设计及实现.（1）各模块设计程序及模块图：1.1计数器:LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_11

4、64.ALL;ENTITYcounterISPORT(clk:INSTD_LOGIC;reset:instd_logic;图1计数器countNum:BuFFeRINTEGERRANGE0TO64);END;ARCHITECTUREbehaviorOFcounterISBEGINprocess(reset,Clk)BEGINIFReset='1'THENcountNum<=0;ELSIFrising_edge(Clk)THENIFcountNum=64THENcountNum<=0;ELSEcountNum<=countNum+1;ENDIF;ENDIF;ENDPROCE

5、SS;END;（2）七段显示器程序LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITYbcd_dataISPORT(bcd_data:inSTD_LOGIC_VECTOR(3downto0);segout:outSTD_LOGIC_VECTOR(6downto0));END;ARCHITECTUREbehaviorOFbcd_dataISBEGINprocess(bcd_data)BEGINcasebcd_dataiswhen"0000"=>segout<="0111111";when"0001"=>segout<="0000110"

6、;when"0010"=>segout<="1011011";when"0011"=>segout<="1001111";图2显示器when"0100"=>segout<="1100110";when"0101"=>segout<="1101101";when"0110"=>segout<="1111101";when"0111"=>segout<="0000111";when"1000"=>segout<="1111111";when"1001"=>segout<="1101111";whenothers=>null;ENDCASE;ENDPROCESS;END;LIB

7、RARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_unsigned.ALL;ENTITYdtsmISPORT(clk:inSTD_LOGIC;NumA,NumB:inSTD_LOGIC_VECTOR(3downto0);segout1:outSTD_LOGIC_VECTOR(6downto0);led_sel:outSTD_LOGIC_VECTOR(2downto0));ENDdtsm;architecturebhvofdtsmiscomponentbcd_datais