交通灯课程设计----交通信号灯的设计.docVIP

嵌入式课程设计报告 设计题目：交通信号灯的设计 指导老师：傅文渊 班级：09电子A 姓名：*** 学号：*** 目 录 1 课程设计任务、内容与要求 …………………………………3页 1.1 设计任务…………………………………………………3页 1.2 设计内容…………………………………………………3页 1.3 具体要求…………………………………………………3页 2 系统设计方案 …………………………………………………4页 2.1 设计思路…………………………………………………4页 2.2 系统原理…………………………………………………4页 3 功能模块及仿真………………………………………………5页 3.1分频模块…………………………………………………5页 3.2 交通信号控制模块………………………………………5页 3.3 显示控制模块……………………………………………8页 4 总体设计电路图 ………………………………………………13页 5 硬件验证………………………………………………………14页 6 总结 …………………………………………………………14页 7 参考书目 ……………………………………………………15页 一、任务与要求 基于嵌入式技术利用VHDL 等硬件描述交通信号灯的系统组成。 （1）基本要求： a. 设计一个南北方向为主干道，东西方向为支干道的； b. 选择一个标准时钟发生电路，为电路提供一个标准1HZ 信号； c.（1）交通灯从绿变红时，有5 秒黄灯亮的间隔时间； （2）交通灯从红变绿时，有6 秒间隔时间； （3）主干道上的绿灯时间为60 秒，支干道的绿灯时间为35 秒； d．在DE2 开发板上演示其状态变化过程。 （2）发挥部分： a．在Signal Tap 中显示指示灯变化的输出结果仿真波形图。 b. 在任意时间显示每个状态到该状态结束所需的时间。 交通灯控制系统框图 二、设计方案 用VHDL编写程序实现交通信号控制器的端口控制信号。其中， clk为标准的1HZ的时钟信号；R为复位信号；SPC为紧急情况信号，负责紧急情况的处理，当紧急情况发生时，南北主干道和东西支干道均显示红灯。 该程序定义了4个状态S0,S1,S2,S3。当状态为S0时，南北方向亮绿灯，东西方向亮红灯60s；当为状态为S1时，南北方向亮黄灯，东西方向亮红5s ；当状态为S2时，南北方向亮红灯，东西方向绿灯35s；当状态为S3时，南北方向亮灭灯，东西方向灭灯6s；程序还设计了一个紧急信号情况，当遭遇紧急情况时，主干道和支干道都亮红灯。 状态一：主道绿灯次道绿灯持续时间小于65s时，状态保持不变，若持续时间等于65s时，转换到下一状态黄灯。 状态二：主道黄灯持续时间小于5s时，状态保持不变，若持续时间等于5s时，转换到下一状态红灯。 状态三：主道黄灯次道红灯持续时间小于35s时，状态保持不变，若持续时间等于35s时，转换到下一状态灭灯。 状态四：主道灭灯持续时间小于46s时，状态保持不变，若持续时间等于6s时，转换到下一状态绿灯。 状态五：紧急情况都亮红灯。 三、功能模块 模块一 ：分频器 分频器实现的是将高频时钟信号转换成低频时钟信号，clk信号经分频器将50MHz经过PLL分频为25MHz在经过计数器分为1HZ. 分频器模块（div） VHDL源程序： library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; use ieee.std_logic_unsigned.all; entity div is port(clk3:IN std_logic; clkout1:OUT std_logic); end div; architecture one of div is begin process(clk3) variable cnt:integer range 0 to 1250; variable tmp:std_logic; begin if(clk3event and clk3=1)then if cnt=1249 then cnt:=0; tmp:=not tmp; else cnt:=cnt+1; end if; end if; clkout1=tmp; end process; end one; 时序仿真图： 模块二： 控制器 控制器的作用是根据计数器计数的值确定状态转换。本控制器的设计