EDA交通信号控制器的VHDL设计

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1、交通信号控制器的VHDL的设计一、设计任务及要求：设计任务：模拟十字路口交通信号灯的工作过程，利用实验板上的两组红、黄、绿LED作为交通信号灯，设计一个交通信号灯控制器。要求：（1）交通灯从绿变红时，有4秒黄灯亮的间隔时间；（2）交通灯红变绿是直接进行的，没有间隔时间；（3）主干道上的绿灯时间为40秒，支干道的绿灯时间为20秒；（4）在任意时间，显示每个状态到该状态结束所需的时间。支干道主干道图1路口交通管理示意图ABCD主干道交通灯绿（40秒）黄（4秒）红（20秒）红（4秒）支干道交通灯红红绿黄表1交通信号灯的4种状态设计要求：（1）采用VHDL语言编写程序，并在QUARTUSII工

2、具平台中进行仿真，下载到EDA实验箱进行验证。14（2）编写设计报告，要求包括方案选择、程序清单、调试过程、测试结果及心得体会。二、设计原理1、设计目的：学习EDA开发软件和QuartusII的使用方法，熟悉可编程逻辑器件的使用。通过制作来了解交通灯控制系统，交通灯控制系统主要是实现城市十字交叉路口红绿灯的控制。设计说明：在事先准备及老师指导后，将此次设计分4个模块，来解决交通灯的各项特性。（1）第一模块：clk时钟秒脉冲发生电路在红绿灯交通信号系统中，大多数情况是通过自动控制的方式指挥交通的。因此为了避免意外事件的发生，电路必须给一个稳定的时钟（clock）才能让系统正常运作。模块说

3、明：系统输入信号：Clk:由外接信号发生器提供256的时钟信号系统输出信号：full：产生每秒一个脉冲的信号（2）第二模块：计数秒数选择电路14计数电路最主要的功能就是记数负责显示倒数的计数值，对下一个模块提供状态转换信号。模块说明：系统输入：full:接收由clk电路的提供的1hz的时钟脉冲信号系统输出信号：tm：产生显示电路状态转换信号tl：倒计数值秒数个位变化控制信号th：倒计数值秒数十位变化控制信号（3）第三模块：红绿灯状态转换电路本电路负责红绿灯的转换。模块说明：系统输入信号：full:接收由clk电路的提供的1hz的时钟脉冲信号tm:接收计数秒数选择电路状态转换信号系统输出

4、信号：comb_out:负责红绿灯的状态显示（4）第四模块：时间显示电路本电路负责红绿灯的计数时间的显示。模块说明：系统输入信号：tl：倒计数值秒数个位变化控制信号th：倒计数值秒数十位变化控制信号14系统输出信号：led7s1:负责红绿灯的显示秒数个位led7s2：负责红绿灯的显示秒数十位三、设计方案状态寄存器秒脉冲信号发生器计数器CLK时间显示数据输出次态发生器信号灯输出信号信号灯输出图2交通信号灯控制器程序原理框图进程将CLK信号分频后产生1秒信号，然后构成两个带有预置数功能的十进制计数器，并产生允许十位计数器计数的控制信号。状态寄存器实现状态转换和产生状态转换的控制信号，下个模

5、块产生次态信号和信号灯输出信号，以及每一个状态的时间值。经过四个模块的处理，使时间计数、红绿灯显示能够正常运行。四、程序清单：LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYtrafficISPORT(clk:instd_logic;led7s1:outstd_logic_vector(6downto0);14led7s2:outstd_logic_vector(6downto0);comb_out:outstd_logic_vector(5downto0));END;ARCHITE

6、CTUREoneOFtrafficISTYPEdmIS(s0,s1,s2,s3);SIgnalcurrent_state,next_state:dm;SIGNALFULL:STD_LOGIC;SIGNALtl:STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0);SIGNALth:STD_LOGIC_VECTOR(1DOWNTO0);SIGNALtm:STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0);SIGNALTIME:STD_LOGIC_VECTOR(6DOWNTO0);BEGINP_REG:PROCESS(CLK)VARIABLECNT8:STD_LOGIC_VECTOR(7

7、DOWNTO0);BEGINIFCLK'EVENTANDCLK='1'THEN14IFCNT8="11111111"THENCNT8:="00000000";FULL<='1';ELSECNT8:=CNT8+1;FULL<='0';ENDIF;ENDIF;ENDPROCESSP_REG;PROCESS(full)BEGINIFfull'EVENTANDfull='1'THENIFTIME<"1000011"THENTIME<=TIME+1;EL