基于FPGA的交通灯控制器设计3(完整资料）(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）数字系统课程设计基于FPGＡ的交通控制灯设计姓名：学号:班级：摘要随着社会的发展,城市规模的不断扩大,城市交通成为制约城市发展的一大因素。人口和汽车日益增长,市区交通也日益拥挤,人们的安全问题当然也日益重要。因此,红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一.有了交通灯,人们的安全出行也有了很大的保障。自从交通灯诞生以来,其内部的电路控制系统就不断的被改进，设计方法也开始多种多样，从而使交通灯显得更加智能化。尤其是近几年来,随着电子与计算机技术的飞速发展，电子电路分析和设计方法有了很大的改进,电子设计自动化也已经成为现代电子系统中不可或缺的工具和手段，这些都为交通灯控制系统的设计提供了一定的技术基础。本课程设计运用ｅriｌogHDL语言描述交通控制器,通过状态机计数法，实现设计所要求的交通灯控制及时间显示，并最后进行了软件实现，达到了系统要求的功能.设计原理1.1设计要求设计一个交通控制器，用LＥD显示灯表示交通状态，并以7段数码显示器显示当前状态剩余秒数主干道绿灯亮时,支干道红灯亮；反之亦然，二者交替允许通行，主干道每次放行3５s，支干道每次放行2５s。每次由绿灯变为红灯的过程中，亮光的黄灯作为过渡，黄灯的时间为5s.能进行特殊状态显示，特殊状态时东西、南北路口均显示红灯状态.用LED灯显示倒计时，并且能实现总体清零功能，计数器由初始状态开始计数，对应状态的显示灯亮。能实现特殊状态的功能显示，１.2设计思路和原理本次设计是针对十字路口，进行南北和东西直行情况下交通灯控制。设定东西方向为主干道方向,根据交通灯的亮的规则，在初始状态下四个方向的都为红灯亮启，进入正常工作状态后，当主干道上绿灯亮时，支干道上红灯亮,持续35Ｓ后，主干道和支干道上的黄灯都亮启,持续5S后,主干道上红灯亮启，支干道上绿灯亮启持续2５S，之后主干道和支干道上的黄灯都亮启5ｓ，一个循环完成。循环往复的直行这个过程.其过程如下图所示:图1。交通灯点亮时间控制说明1.3实现方法本次采用文本编辑法，即利用VｅriloｇＨDL语言描述交通控制器,通过状态机计数法,实现设计所要求的交通灯控制及时间显示。设计中用两组红黄绿ＬED模拟两个方向上的交通灯,用4个7段数码管分别显示两个方向上的交通灯剩余时间,控制时钟由试验箱上频率信号提供。VｅｒiｌｏgHＤL程序设计２．1整体设计根据上章设计原理,交通灯控制的关键是各个状态之间的转换和进行适当的时间延时,根据状态机的设计规范，本次设计了三个状态之间的循环转化，其真值表及状态转化图如下所示：图2.交通灯控制状态转化说明:该状态图为交通灯在正常情况下的状态转化图，进入控制后，状态00时主干道绿灯及支干道红灯亮起,进入状态01后两路黄灯亮起，状态1１时主干道红灯及支干道绿灯亮起.进入1０状态两路黄灯亮起。结束一个循环，从00状态重新开始循环.为实现控制与显示的功能,需要设计交通灯点亮顺序控制程序,倒数计时程序,七段数码管显示程序，数码管显示扫描程序，其系统结构图如下所示:图3。交通灯控制系统结构图其中rst为复位信号，ｃlｋ为时钟信号，hｏld为特殊情况控制信号，输入hｏld时两个方向红灯无条件亮起.2。2具体设计根据整体设计要求,编写各个功能部分VｅｒilogHDＬ程序，设置各输入输出变量说明如下clk:为计数时钟；qｃlk：为扫描显示时钟;eｎ：使能信号，为１的话,则控制器开始工作；ｒst：复位信号,为１的话,控制及技术回到初始状态;hoｉd：特殊情况控制信号，为１的话,则两个方向无条件显示为红灯;liｇht1：控制主干道方向四盏灯的亮灭；其中，light１［0]～ｌｉｇｈt［2］，分别控制主干道方向的绿灯、黄灯和红灯;ligｈt２：控制支干道方向四盏灯的亮灭；其中,light2[0]~liｇht2［2］,分别控制支干道方向的绿灯、黄灯和红灯;nｕm1：用于主干道方向灯的时间显示，8位，可驱动两个数码管;ｎｕm２：用于支干道方向灯的时间显示,8位，可驱动两个数码管;countｅr:用于数码管的译码输出;ｓt1,ｓｔ2：数码管扫描信号.输入输出及中间变量设置如下:moduletrａfｆｉｃ(en，ｃlk,ｑcｌk，ｒｓt，rst1,hold，nｕm1，num2，liｇht1，lｉght2，cｏunｔer,st1，sｔ2）;inｐutｅn，cｌk,qcｌｋ，rsｔ，hoｌd,rsｔ1;ｏutｐuｔｓｔ1,sｔ２；output[7:０]nｕm1，num2；ｏuｔput