具有四种信号灯的交通灯控制器设计.pdf

目 录 1 引言1 1.1 设计背景1 1.2 VHDL 简介1 UARTUS 1.3 Q Ⅱ简介3 2 交通信号灯控制器的设计 3 2.1 设计目的3 2.2 系统计要求4 2.3 设计思路4 2.4 交通信号灯控制器系统工作流程5 3 交通灯控制器的实现5 3.1 交通灯控制器的设计原型图 5 3.2 系统各功能模块的实现6 3.2.1 模块 shuomaguan6 3.2.2 模块 traffic6 3.3 原理图 4 交通信号灯控制器系统仿真及分析7 4.1 SHUMAGUAN 模块仿真波形图 4.2 顶层实体的仿真波形8 4.3 TAFFIC 模块的仿真波形图 8 4.4 管脚锁定8 5 完成调试后所显示结果的八种情况 10 6 结论 13 7 总结与体会 13 附 录 15 SHUMAGUAN 的VHDL 程序 15 TRAFFIC 的VHDL 程序 16 参考文献 21 具有四种信号灯的交通灯控制器设计 1 引言 1.1 设计背景 随着城市机动车量的不断增加，许多大城市如北京、上海、南京等出现了交 通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路， 在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。然而，随着交通 量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制，高速道路没有充分发挥出预 期的作用。而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况 必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。因此，开发一套能够社会服 务的交通灯控制器将是非常必要的，也是十分及时的。 1.2 VHDL 简介 语言硬件描述已经有几十年的发展历史，并且在系统的仿真、验证和设计、 综合等方面得到成功的应用。目前常用的硬件描述语言有VHDL、 Verilog HDL 、 ABEL等。VHDL则起源于20世纪70年代末和80年代初，美国国防部提出的VHSIC 计划，目标是为下一代集成电路的生产、实践阶段性的工艺极限和完成 10 万门 级以上的电路设计而建立一种新的描述方法。VHDL 的英文全称为 Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language,是IEEE 标准化的硬件描述语言，并且已经成为系统描述的国际公认标准，得到众多EDA 公司的支持。自IEEE-1076（简称87版)之后，各EDA公司相继推出自己的VHDL 设计环境，或宣布自己的设计工具可以和 VHDL 接口。1993 年，IEEE 对 VHDL 进 行了修订，从更高的抽象层次和系统描述能力上扩展 VHDL 的内容，公布了新版 本的 VHDL，即 IEEE 标准的 1076-1993 版本，简称 93 版。VHDL 和 Verilog 作为 IEEE 的工业标准硬件描述语言，得到众多 EDA 公司支持，在电子工程领域