PAGE-20-目录1、课程设计应达到的目的·········································32、课程设计题目及要求············································33、实验环境··························································34、课程设计的详细设计方案·······································34.1总体设计方案的描术·········································44.2状态控制模块的设计········································54.3分频器模块的设计············································94.4转换器模块的设计··········································124.5顶层模块的设计················································155、程序下载··························································186、课程设计总结和心得·············································207、参考文献··························································21一、课程设计的目的《EDA课程设计》是根据《VHDL程序设计》这门课程开设的综合设计课程，要求学生利用VHDL编程语言，基于EDA开发平台QuartusII,设计相应的数字系统，通过对系统进行编程、仿真、调试与实现，体验设计的全过程，进一步加深对所学基础知识的理解，培养学生将理论知识应用于实践的能力、学生自学与创新能力和分析解决实际问题的能力。二、课程设计题目及要求2．1、题目：交通灯控制器的设计2．2、要求随着各种交通工具的发展和交通指挥的需要，交通灯的诞生大大改善了城市交通状况。要求设计一个交通灯控制器，控制十字路口主、支两条道路的红、绿、黄三色灯，指挥车辆和行人的安全通行。具体要求：设计一个十字路口的交通灯控制器，能显示十字路口东西、南北两个方向红、黄、绿灯的指示状态。用两组红、黄、绿三种颜色的灯分别作为东西、南北两个方向红、黄、绿等。变化规律为：东西绿灯亮，南北红灯亮——东西黄灯亮，南北红灯亮——东西红灯亮，南北绿灯亮——东西红灯亮，南北黄灯亮——东西绿灯亮，南北红灯亮······，这样循环下去。南北方向是主干道车道，东西方向是支干道车道，要求两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间为30秒，支干道每次通行时间为20秒，时间可设置修改。绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。要求交通灯控制器有复位功能，并要求所有交通灯的状态变化在时钟脉冲上升沿处。三、实验环境1、QuartusII6.02、KFF-1型CPLD/FPGA实验开发系统四、课程设计的详细设计方案（一）、总体设计方案的描述1.1、根据交通灯系统设计要求，可以用一个有限状态机来实现这个交通灯控制器。首先根据功能要求，明确两组交通灯的状态，这两组交通灯总共共有四种状态，我们用ST0，ST1，ST2，ST3来表示：St0表示主路绿灯亮，支路红灯亮；St1表示主路黄灯亮，支路红灯亮；St2表示主路红灯亮，支路绿灯亮；St3表示主路红灯亮，支路黄灯亮；1.2、根据上述四种状态描述列出的状态转换表如9-1所示。表9-1交通灯控制器状态转换表当前状态下一状态转换条件St0St1主路绿灯亮了25秒St1St2主路黄灯亮了5秒St2St3主路绿灯亮了15秒St3St0支路黄灯亮了5秒St0orst1orst2orst3St0复位信号使能1.3、根据状态转换表得到交通灯控制器的状态转移图如图9-1所示。St0St3St1St2图9-1交通灯控制器的状态转移图1.4、交通灯控制系统的本质就是一个如图9-2所示的控制器模块。图9-2交通灯控制器结构示意图其中，clk为时钟信号，时钟上升沿有效。Rst为复位信号，高电平有效。lgt1_red,lgt1_yellow、lgt1_green,分别表示主干道的红灯，黄灯，绿灯显示信号，高电平有效。lgt2_red,lgt2_yellow,lgt2_green分别表示支路的红灯，黄灯，绿灯显示信号，