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时间:2020-01-10
《EDA课程设计报告-交通灯控制器》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、EDA课程设计报告交通灯控制器-30-一、设计任务要求1、控制器按东西、南北两个方向控制两组交通灯(红、绿、黄)2、两组灯亮的顺序满足交通安全的规则要求.3、东西向绿灯每次亮30S,接着黄灯亮2S,红灯亮20S;南北向绿灯每次亮28S,接着黄灯亮2S,红灯亮30S.4、有两组数码管给出灯亮的时间倒计时显示。二、设计思路及总体结构框图设计思路:1.硬件:由设计任务要求可知,总体输入电路有:(1)在开始计时之前的等待状态,复位键reset接低电位,接通电源后,首先要将它接高电位,表示计时开始。(2)当按一下(on_off)键,表示紧急情况发生,两个
2、方向均为红灯亮,计时停止,当再次按下(on_off)键时,控制器恢复原来状态,正常工作。输出电路:(1)由于东西和南北方向都要显示时间,因此需要4个数码管,这样在设计中就需要四条输出线choose4,用来选通指定一个LED七段显示数码管。(2)显示器的每一位都采用LED七段显示数码管进行显示,每一个LED七段显示数码管都要有七条输出线控制,一共使用4个七段数码管,故输出电路使用四个七位输出信号:showtime1,showtime2,showtime3,showtime4。(3)东西和南北方向都有交通灯亮的情况,故输出电路中要有两个状态控制信号
3、state1,state2分别控制东西和南北的灯,每个方向上有4个灯(增加了左、右转弯显示控制功能),所以state1,state2的类型应该是4位数组型的。东西方向交通灯外部电路图如下:State1State2Showtime1Showtime2Showtime3Showtime4Choose4clk4/stasreset南北方向交通灯on_off4/7/7/7/7/4/-30-2.软件:(1)在VHDL设计描述中,采用自顶向下的设计思路,该思路,首先要描述顶层的接口,上面的描述已经规定了交通灯控制的输入输出信号:输入信号:复位开关信号res
4、et;紧急情况控制信号on_off;外部时钟信号clk。输出信号:LED七段显示数码管的选通信号choose4(3downto0);LED七段显示数码管的输出信号showtime1(6downto0),showntime2(6downto0),showtime3(6downto0),showtome4(6downto0);交通灯状态控制信号state1(3downto0),state2(3downto0)。(2)在自顶向下的VHDL设计描述中,通常把整个设计的系统划分为几个模块,然后采用结构描述方式对整个系统进行描述。根据实验设计的结构功能,来
5、确定使用哪些模块以及这些模块之间的关系。由于紧急情况控制信号是采用按键的输入方式,其产生时刻和持续时间的长短是随机不定的,且存在因开关簧片反弹引起的电平抖动现象,因此必须在每个开关后面安排一个消抖和同步化电路模块,以保证系统能捕捉到输入脉冲,故需要有防抖动的模块。由于外部时钟信号clk的频率为1MHz,而实际需要的内部计时时钟频率为1Hz,提供给消抖同步电路的频率为50Hz(满足按键)和提供给产生选通信号电路的时钟频率为200Hz(满足视觉暂留效应)。当正常计时开始后,需要进行定时计数操作,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
6、显示数码管组成的,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器来完成,又因为交通灯的状态变化是在计时为0的情况下才能进行的,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来产生2个2位计时信息和使能信号。另外还需要将时间显示出来,为了节省资源,我采用了循环点亮LED七段显示数码管的方法来显示计时输出。通过信号choose4(3downto0)来对4个LED七段显示数码管进行选择。由于不能使用7448自动译码集成电路,故在LED七段显示数码管显示时间时,要把计时结果转换为七段码输出
7、到相应的LED七段显示数码管上,因此还需要一个转换电路。交通灯状态控制也需要一个电路,当有使能信号及无紧急情况下,交通灯状态不发生变化,有紧急情况时,两个方向上均为红灯亮,紧急情况消除后,回到原来状态,无使能信号时,交通灯状态不变。通过上面的分析,不难得知可以把交通灯控制系统划分为6个模块:键输入模块,时钟分频模块,计时模块,选通模块,显示模块,控制模块三、总体结构框图通电-30-复位Noyes东西为红,南北为绿,计时开始是否有紧急情况YesNo计时到20sNo两方向均为红,计时停止Yes东西为黄,南北为绿是否有紧急情况是否消除?NoYesYe
8、sNo计时到5sNoYes东西为红,南北为绿是否有紧急情况YesNo计时到20sNoYes东西为红,南北为黄是否有紧急情况Yes计时到5sNoYes六
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