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《vhdl数字电路综合实验-交通灯》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、数字电路综合实验------------交通灯班级:姓名:学号:班内序号:教师:设计任务要求控制器部分的状态转移图和流程图；交通灯控制器：用于十字路口的交通灯控制器。实验要求：1.东西方向各有一组红,黄,绿灯用于指挥交通,红,黄,绿的持续时间分别为25s,5s,20s。2.当有紧急情况（如消防车）时，两个方向均为红灯亮，计时停止，当特殊情况结束后，控制器恢复原来状态，正常工作。3.两组数码管，以倒计时方式显示两个方向允许通行或禁止通行的时间。4.选做：增加左、右转弯显示控制功能；5.选做：其它自拟功能。设计思路1．总体设计：由设计任务要求可
2、知，输入部分有：1)CLK时钟频率输入，可由实验板上直接提供。2)紧急状态按键KEY，当按一下键，表示紧急情况发生，两个方向均为红灯亮，计时停止，蜂鸣器蜂鸣；当再次按下键时，信号灯和计时器恢复原来状态，正常工作。输出部分有：1)东西方向和南北方向各使用4个LED显示，红黄绿各代表红黄绿灯，绿灯和另一个红灯同时亮时为左转时间。2)东西方向和南北方向计时均为2位数，共需要4个LED七段数码管显示。由于为共阴极控制，输出一个catn信号控制选择数码管显示，num_out信号输出显示的内容。3)增加一个voice输出，控制紧急状态下的蜂鸣器。23总
3、体设计图，如下Clkr1Keyy1g1t1Keyr2y2g2t2voicenum_out(0-6)catn(0-5)CLK按键数码管显示输出数码管共阴极控制东西向交通灯南北向交通灯蜂鸣器Main系统复位紧急请求控制器交通灯系统结构图东西交通灯南北交通灯蜂鸣器232．分块设计：1)在VHDL设计中，采用自顶向下的设计思路。顶层模块中，根据硬件设计，设置如下端口：外部时钟信号：Clk紧急状态按键:Key东西方向状态灯：r1,y1,g1,t1南北方向状态灯：r2,y2,g2,t2蜂鸣器控制：voice数码管显示信号：num_out数码管共阴极控制
4、：catn2)在底层中，把不同功能分模块设计。uEmergency模块：紧急情况控制信号是采用按键的输入方式，当按键按下时候，由Emergency模块接收按键信息并输出信号给其它模块。输入端口：BTN_in接收按键信息输出端口：BTN_out输出紧急信号uDebounce模块，由于紧急控制采用BTN按键，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。输入端口：key按键信息，clk时钟信号输出端口：key_out消抖后信号uFrequency
5、1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，需要一个分频电路。输入端口：clk外部时钟信号输出端口：clk_out分频后信号uStatusSelect23模块，由于共需要显示4个数字，需要循环点亮7位数码管，该模块通过输入的时钟信号，循环输出4个选择信号。当紧急状态信号到来，改变显示状态，通过计数部分，实现闪烁，并输出蜂鸣信号。输入端口：clk时钟信号，show紧急显示输出端口：sel选择信号，voice蜂鸣信号uTimeSelect模块，接收状态选择信号以及交通灯剩余时间信号，根据状态选择信号，选
6、择剩余时间的位数输出给译码模块，并选择阴极控制显示位置。输入接口：sel状态选择信号，timeh1timel1timeh2timel2剩余时间输出接口：catn共阴极控制，time_out数字输出uDisplay模块，接收数字信号，进行7位数码管显示译码输出。输入接口：num_in输入信号输出接口：num_out译码输出u信号灯控制模块，东西方向ControlA，南北方向ControlB。自定义一个Type类型，包括green,yellow,red,turn状态，接收到分频后的信号，通过case语句，进行状态选择，在每个状态下分别计时，当计
7、时结束后，选择下一个状态，循环显示。当紧急状态下，停止循环，计数停止。输入接口：clk时钟信号，show紧急状态控制输出接口：timehtimel计时数字输出，rgyt信号灯输出23总体流程图23总体结构框图；clkrshowgConrolAytimehtimelclkrshowgConrolBytimehtimelStatusSelectclkvoiceselTimeSelectselcatntimeh1timel1timeouttimeh2timel2Displaynum_innum_outFrequency1clkclk_outDeb
8、ouncekeykey_outEmergencyBTN_inBTN_outClkBTN7SegVoice所实现功能说明实现功能：南北和东西方向各有一组绿，转弯，红，黄灯，各自的持
