完整板基于EDA的交通灯设计

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1、1.1EDA设计的发展状况:本设计是建立在EDA基础上完成的项目。EDA技术经历了CAD阶段，CAE阶段，EDA阶段三个发展阶段。在今天，EDA技术己经成为电子设计的普遍工具，无论设计芯片还是设计系统，没有EDA工具的支持，都是难以完成的。如今的EDA区别于曾经的：构成系统的“积木块”是各种标准芯片。EDA技术的出现改变了这种传统思路，使人们可以立足于PLD芯片来实现各种不同的功能，新的设计方法能够由设计者自己定义器件的内部逻辑和管脚，将原来由电路版设计完成的工作大部分放在芯片的设计中进行。1.2国内外交通灯的发展状况：本人所设计的交通灯

2、设计早已经不仅仅禁锢于当初的红黄绿三色灯上了，在各大交通紧张的十字路口还可能设有左转灯，四盏灯按合理顺序亮灭。同样也可以运用Verilog语言进行编译完成此设计。而目前，国内外专家和学者普遍采用模糊控制方法来设计交通灯实时控制系统实践表明，釆用这种方法设计的控制系统可进一步提高路网的通行能力，减少路口延误吋间和停车次数，对高度非线性的、随机的十字路口车流量的控制更加精确，并取得了更高的经济效益。本系统的控制原理框图可由图1表示，它主要由传感器、模糊控制器（包括计算控制变量、模糊量处理、模糊控制规则、模糊推理和清晰化处理五个模块,如图中虚线

3、内所示）、执行机构、被控对象以及数模和模数转换器组成。图1-1控制原理框图本系统以单向上有三个车道的道路为实验模型，共使用了24个传感器设计的交通灯模糊控制系统比传统的交通灯控制系统平均节约7.8秒的等待时间。而本人所要设计的交通灯控制器仅仅需要红绿两种颜色，控制两个干道的车辆,并且有5秒的闪烁时间以便提示车辆或者行人做好禁止通行准备•而此种设计已经可以用各种语言不同方式实现•我所使用的是较为简单的VerilogIIDL语言编译程序，最终通过MAX+PLUS2这个全英文工具加以实现.第二章.方案论证2.1设计要求设计一个十字路口交通信号灯

4、的控制电路。要求红、绿灯按一定的规律亮和灭，并在亮灯期间进行倒计吋，并将运行吋间用数码管显示岀来。绿灯亮时，为该车道允许通行信号，红灯亮时，为该车道禁止通行信号。要求主干道每次通行吋间为99秒，支干道每次通行时间为30秒。每次变换运行车道前绿灯闪烁，持续时间为5秒。即车道要EtlX转换为Y吋，X在通行吋间只剩下5秒钟时，绿灯闪烁显示，Y仍为红灯，以便X上已过停车线的车继续通行，未过停车线的车停止通行。同理，当车道由Y转换为X吋，Y绿灯闪烁显示5秒钟，X仍为红灯。可以对X,Y车道上红、绿灯运行的吋间进行重新设置。对器件进行在系统编程和实验验

5、证。2.2方案设计分析设计要求，交通灯的控制要保证在同一个时刻，只有一条干道是通行状态。并且任一条干道的绿灯在运行时间只剩5秒的时候开始闪烁，而另一条干道的红灯继续亮，反之亦然。设A方向是主干道，车流量大，B方向支干道。A方向和B方向的红，黄，绿分别用Rl,Yl,G1和R2,Y2,G2来表示。(1)绿黄红黄绿由于本设计老师没有安排黄灯亮，仅可代表绿灯闪烁5秒的时间。(2)在置数模块中，设四个并行的ALWAYS同时对四个置数键键控。置数值分别放在chief_h,chief_l,sub_h,sub_1.(3)每种灯亮的时间采用一个减法计数器进

6、行记数，计数器用同步预置法设计，这样只需改变预置数据，就能改变计数器的模，因此每个方向只要一个记数器进行记时即可。(1)为便于显示灯亮的时间，计数器的输出可采用BCD码，显示由四个数码管来完成，A方向和B方向各用两个数码管。这样设计屮就需要四条输出线，用来选通指定一个LED七段显示数码管；当正常计时开始后，需要进行定时技数操作，由于东西和南北两个方向上的时间显示器是由两个LED七段数码管组成的，因此需要产生两个2位的计时信息：2个十位信号，2个个位信号，这个定时计数操作可以由一个定时计数起來完成，又因为交通灯的状态变化是在计时为0的情况下

7、才能进行的，因此需要一个计时电路来产生使能信号，因此定时计数的功能就是用來产生2个2位计时信息和使能信号。(2)采用自上而下的设计方法，将其分为各个小模块,然后连接最后达到最后的设计目的•交通灯状态图如下：图2-1交通灯状态图第三章.设计论述：木设计的完成是运用Ver订ogHDL语言进行编译，用MAX+PLUS2软件来实现的。对此我对VerilogHDL语言与MAX+PLUS2进行简单描述。最后再详细介绍本设计的全部内容。3.1.VerilogHDL语言:1.VerilogHDL语言的发展过程：VerilogHDL语言是在1983年由GD

8、A(GateWayDesignAutomation)公司的Phi1Moorby首创的：在1984-1985年间,Moorby设计出第一个关于Verilog-XL的仿真器;1986年，又提出了用