fpga课程设计报告-交通灯设计报告

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1、交通灯设计报告论文题目：交通灯的设计与实现所属系部：机械与电子工程系指导老师：学生姓名：专业：应用电子技术2011年6月13日23广东科学技术职业学院（交通灯）设计任务书题目：交通灯任务与要求：（1）一般情况下，保持主干道畅通，主干道绿灯亮、支干道红灯亮，并且主干道绿灯亮的时间不得少于60秒。（2）主干道无车，支干道有车，则主干道红灯亮、支干道绿灯亮，但支干道绿灯亮的时间不超过30秒。（3）每次主干道或支干道绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒。时间：2011年6月13日所属系部：机械与电子工程系学生姓名：专业：应用电子技术指导单位或教研室：广东科学技术职业学院

2、指导教师：2011年6月13日2323摘要交通灯是城市交通监管系统的重要组成部分，对于保证机动车辆的安全运行，维持城市道路的顺畅起到了重要作用。目前很多城市交叉路口的交通灯实行的是定时控制，灯亮的时间是预先设定好的，在时间和空间方面的应变性能较差，一定程度上造成了交通资源的浪费，加重了道路交通压力。本文在EDA技术的基础上，利用FPGA的相关知识设计了交通灯控制系统，可以根据实际情况对灯亮时间进行自由调整，整个设计系统通过Max+PlusⅡ软件进行了模拟仿真，并下载到FPGA器件中进行硬件的调试，验证了设计的交通信号灯控制电路完全可以实现预定的功能，具

3、有一定的实用性。关键词交通灯定时控制FPGA23目录摘要3一、设计要求5二、所用设备5三、设计思路5（1）功能要求：5（2）交通灯控制器的状态转换表6（3）系统构架7（4）交通灯的状态转换图7（5）思路说明9四、详细设计9（1）1HZ时钟脉冲产生模块9（2）7段LED数码管显示译码模块10（3）交通灯控制器模块14（4）top总图18五、绑定引脚，下载测试18（1）绑定引脚18（2）下载测试20（3）测试结果20六、心得体会2123交通灯的设计一、设计要求设计一个主干道和支干道十字路口的交通控制电路，要求如下：（1）一般情况下，保持主干道畅通，主干道绿

4、灯亮、支干道红灯亮，并且主干道绿灯亮的时间不得少于60秒。（2）主干道无车，支干道有车，则主干道红灯亮、支干道绿灯亮，但支干道绿灯亮的时间不超过30秒。（3）每次主干道或支干道绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒。二、所用设备（1）PC机一台（2）FPGA下载版1套（3）QuartusⅡ开发软件1套三、设计思路用VerilogHDL设计一个十字路口交通灯控制器，其示意图如下所示：A方向和B方向各设红（R）、黄（Y）、绿（G）三盏灯，三种灯按照合理的顺序亮灭，并能将灯亮的时间以计时的形式显示出来。（1）功能要求：由23设计要求可以知道，这个主干道和支干道的十字路口

5、的交通等系统，支干道两边安装传感器，要求优先保证主干道通畅。平时处于主干道绿灯、支干道红灯的状态。当支干道有车时，则传感器发出信号S=0，主干道绿灯先变成黄灯，再变成红灯。支干道有红灯变成绿灯。如果支干道继续有车通过时，则传感器继续有信号，使支干道保持绿灯亮，但支干道保持绿灯亮的时间不超过30秒，否则支干道绿灯先转化成黄灯再变成红灯，同时主干道红灯变成绿灯。主干道每次通行时间不得少于60秒；在此期间，即使支干道有信号S输出时，也不能中止主干道的绿灯亮。（2）交通灯控制器的状态转换表表中1表示灯亮，0表示灯灭。A方向和B方向的红、黄、绿和左转灯分别用R1

6、，Y1，G1和R2，Y2，G2表示。A方向B方向绿灯（G1）黄灯（Y1）红灯（R1）绿灯（G2）黄灯（Y2）红灯（R2）时间100001不少于60秒0100015秒001100不大于30秒0010105秒表1状态表交通灯系统工作主要有三个时间间隔，T60,T30,T05。T60：主干道绿灯亮时的最短时间间隔，不少于60秒。T30:主干道红灯亮时的最大时间间隔，不多于30秒。T05:主干道黄灯亮时的时间间隔，5秒。23（3）系统构架从状态转换表中可以看出，该系统有控制器和处理器组成。控制器接受外部系统时钟信号CLK、传感器信号S。处理器有时钟产生器和译码

7、显示器组成。时钟产生器能够向控制器输入1HZ的时钟脉冲信号，而译码显示器则在控制器的控制下，改变交通灯信号。（4）交通灯的状态转换图图2支干道状态转换图S0绿灯S1黄灯S2红灯S3红灯图1主干道状态转换图S0红灯S3黄灯S2绿灯S1红灯由上面的两个干道的状态转换图可知，两个方向的转移是并列关系的，即是按照计时信号进行状态跳转，然后再加入两者之间的限制关系和S传感器信号。交通灯的控制过程可以分为四个阶段，对应的输出有四种状态，分别为S0,S1,S2,S3。23S0状态：主干道绿灯亮，支干道红灯亮，此时支干道有车等待通过，而且主干道绿灯已亮，满足规定的时间

8、间隔T60,控制器发出计时器青清零信号，状态S0转换到S1状态。S1状态：主干道黄灯亮，支干道