fpga交通灯设计.doc

摘要 随着社会上特别是城市中机动车辆保有量的不断增加,在现代城市的日常运行控制中，车辆的交通控制越来越重要，在十字交叉路口，越来越多的使用红绿灯进行交通指挥和管理。本文以VHDL硬件描述语言为设计手段，完成了交通信号灯控制电路的设计，其中交通信号灯控制电路的开发目的是设计一个适用于主、支干道十字交叉路口的红黄绿交通灯的控制系统，通过合理设计系统功能，使红黄绿灯的转换有一个准确的时间间隔和转换顺序。所设计的交通信号灯控制电路经过在QuartusⅡ 6.0软件下进行模拟仿真，观察其波形，证明所设计的交通信号灯控制电路完全可以实现预定的功能，并有一定的实用性。 关键词：FPGA; VHDL; QuartusⅡ; 交通灯 Abstract With the motor vehicles increasing in the world, especially in the city and in modern day operational control of the city, the control of car becomes more and more important at the crossroads, and more and more traffic lights are used to traffic control and management. VHDL hardware description language is used for design scheme in this paper，ts purpose is to complete the design of traffic signal control circuit. Traffic lights control circuit was developed to design a control system for the main and branch roads intersection which have the red yellow or green traffic light，y the rational design of system functions to change traffic lights to have a precise time interval and the conversion sequence. The design of traffic signal control circuit will simulation under the software QuartusⅡ6.0, and the waveform shows that the designed traffic light control circuit can achieve the expected function and is practical. Keywords：FPGA; VHDL; QuartusII; Traffic lighI Abstract II 1 绪论 1 1.1研究的背景及现状 1 1.2研究的目的和意义 2 2 关键技术介绍 3 2.1 QuartusⅡ简介 3 2.2 FPGA 简介 6 2.2.1 FPGA的发展 6 2.2.2 FPGA的结构与工作原理 8 2.3?VHDL语言 9 2.3.1 VHDL的历史 9 2.3.3 VHDL的优点 11 2.3.4 VHDL程序的基本结构 13 2.3.5采用硬件描述语言(VHDL)的设计流程简介 13 3 系统的总体设计 15 3.1系统设计要求 15 3.2系统设计方案 15 3.3 逻辑设计 19 4 系统仿真结果 26 4.1 设计仿真 26 4.2 设计验证 32 4.3 系统仿真结论 32 结论 34 致谢 35 参考文献 36 附录1　系统硬件原理图 37 附录2 VHDL源代码 38 1 绪论 1.1研究的背景及现状 在今天，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。 1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。 1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”，绿灯亮