基于VHDL语言的交通灯.doc

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1、基于VHDL语言的交通灯设计实验报告班级：姓名：学号：交通灯设计一、实验要求及原理：1.设计一个交通灯控制器，模拟十字路口的红黄绿交通灯的变化情况，具体要求如下：（1）用两组发光管表示2个方向的红、黄、绿灯，设两个方向的流量相当。主、干道各设有一个红、黄、绿指示灯。（2）当主干道通行亮绿灯时，支干道亮红灯。当支干道通行亮绿灯时，主干道亮红灯。（3）在每次由绿灯变成亮红灯的转换过程中，要亮5秒的黄灯作为过渡。（4）能实现十字路口东西、南北方向的红、黄、绿的指示状态。2.原理：（1）、交通灯控制器是由时基发生电路的时钟信号模块（控制模块）以及红、黄

2、、绿指示灯显示模块（受控模块）两个模块组成。其中时钟信号模块的输入信号有时钟脉冲信号CLK和清零信号CLR。当上升沿到来时开始清零并计数。（2）、该实验无论是东西方向还是南北方向，都是一个减法计数器。只不过计数时还要判断红绿灯亮灭情况，再设置计数器的模值。交通灯工作时状态将在4个状态间循环跳变，设S为特殊状态的传感信号。整个交通灯则完全按照减计数器原理进行工作。（3）、实现总体清零功能。按下后系统实现总体清零，计数器由初始状态计数，对应状态的指示灯亮。定时模块的输入输出模块图定时模块的输入输出端口图如下3、红、黄、绿指示灯显示模块，图中设南北向

3、的红、黄、绿灯分别为rf，yf，gf，东西方向的红、黄、绿灯分别rm，ym，gm。它们的工作方式有些是并行进行的，南北方向绿灯亮，东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮，东西方向红灯亮；南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮，东西方向黄灯亮。交通信号灯控制器应满足两个方向的工作时序，即东西方向亮红灯的时间应该等于南北方向亮黄、绿灯时间之和，南北方向亮红灯的时间应该等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。其输入输出模块图如下：信号灯受一个时钟脉冲控制，当时钟脉冲到来时，信号灯系统开始工作，先南北红灯亮，东西绿灯亮。南北红灯亮维持25秒，在南北红灯亮的同时

4、东西绿灯也亮，并维持15秒。时间到时，在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持10秒。到10秒时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮，同时，南北红灯熄灭，绿灯亮。东西红灯亮维持25秒。南北绿灯亮维持15秒，时间到时熄灭。同时南北黄灯亮，维持10秒后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。周而复始。引脚设置（管脚分配）：信号名对应器件名称管脚号ck石英晶振183cr开关S175i开关S274j开关S373rm发光二级管（红）87.86gm发光二级管（绿）87.89ym发光二级管（黄）85.83五.实验总结：（1）交通灯从绿变红时，有4秒黄灯亮的间隔时间。（2）红变绿

5、时直接进行的，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。（5）通过这次试验，我能够熟练地运用VHDL语言来设计一些集成电子模块，并且对EDA知识更进一步的了解和掌握。•1.仪器仪表的发展共分为几代？每一代分别是什么？•2.智能仪器的定义、分类、基本结构。•3.智能仪器的特点•4.数据采集系统的定义、组成•5.开关量输入通道框图、脉冲信号输入通道框图。•6.开关量预处理电路基本功能•7.脉冲信号的主要测量方法？各自的工作原理•8.单通道数据采集系统框图，各组成部

6、分的作用。•9.传感器按输出信号类型可以分为哪四种？•10.仪用放大器的原理图、输入输出关系式、适用场合，集成仪用放大器芯片型号（三种）。•11.低通滤波器的作用是什么？•12.什么是MUX?什么时候要用MUX?•13.什么是SHA?什么时候要用SHA？•14.AD转换器按工作原理可以分为哪几类？•15.AD转换器性能指标中的分辨率、量程、量化误差•16.ADC0832、AD574A、ICL7135与51单片机的连接电路、软件编程。•17.多路同步数据采集系统框图、低频信号数据采集系统框图、共享放大器的多路数据采集系统框图。•18.什么是开关量

7、？一个低功率负载的驱动电路？多个低功率负载的驱动电路？•19.固态继电器的应用领域、继电器与单片机的接口电路•20.采用固态继电器的直流电机接口电路。•21.开环脉冲宽度调速系统框图。各部分的作用、第一、二部分的实现方法。•22.电机平均速度与占空比的关系。•23.双向控制电机有哪几种工作状态？对应的控制代码分为是？•24.步进电机的应用领域、特点•25.步进电机步距角计算•26.单片机控制步进电机的原理框图•27.步进电机脉冲控制序列的实现方法。•28.三相步进电机有哪几种工作方式、控制模型？每一种工作方式下正转和反转的通电顺序？•29.三相

8、步进电机与单片机的接口电路•30.步进电机步数的确定方法、速度的确定方法、如何实现变速控制？•31.PWM的定义、作用，如何用软件方法输出PWM控制信