數(shù)電綜合實驗報告記錄2交通燈

1、第 PAGE10 頁 共 NUMPAGES10 頁數(shù)電綜合實驗報告記錄2交通燈數(shù)電綜合實驗報告記錄 2 交通燈作者: 日期:數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)設計綜合實驗 十字路口交通燈自動控制器的設計學 院電子工程學院 班 級 卓越 001012 班 學 號 00101201 姓 名 冉艷偉 實驗時間 20_68十字路口交通燈自動控制器的設計 一、 實驗目的 學習 Quartusll 的使用方法，熟悉可編程邏輯器件的使用。通過 制作來了解交通燈控制系統(tǒng)，交通燈控制系統(tǒng)主要是實現(xiàn)城市十字交 叉路口紅綠燈的控制。二、 設計任務 設計一個十字路口交通控制系統(tǒng)， 其東西，南北兩個方向除了有 紅、黃、綠燈指示是否允許

2、通行外，還設有時鐘，以倒計時方式顯示 每一路允許通行的時間，綠燈，黃燈，紅燈的持續(xù)時間分別是 40、5 和 45 秒。當東西或南北兩路中任一道上出現(xiàn)特殊情況，例如有消防 車，警車要去執(zhí)行任務，此時交通控制系統(tǒng)應可由交警手動控制立即 進入特殊運行狀態(tài)，即兩條道上的所有車輛皆停止通行，紅燈全亮， 時鐘停止計時，且其數(shù)字在閃爍。當特殊運行狀態(tài)結束后，管理系統(tǒng) 恢復原來的狀態(tài)，繼續(xù)正常運行。南北干道_O O O_O OO O東西干道匸 匚O OO OO O O I 圖 1 1 路口交通管理示意圖A A B B C C D D 南北干道交通燈: 綠（0 40 秒）黃（5 5 秒）紅（0 40 秒）紅（5

3、 5 秒）東西干道交通燈 紅 紅 綠 黃表 1 1 交通信號燈的 4 4 種狀態(tài) 三、實驗要求 (1) 按照設計任務設計，采用 VHDI 語言編寫程序，并在 QUARTUSII 工具平臺中進行仿真，下載到 EDA 實驗箱進行驗證。交通燈用發(fā)光二 級管模擬，觀察交通燈的運行是否正常，如果不正常，排除故障直至 正確為止。(2) 編寫設計報告，要求包括方案選擇、程序清單、調試過程、 測試結果及心得體會。要求：必須用可編程器件實現(xiàn)電路功能?？梢允窃韴D，也可以 是 VHDL弋碼，也可以混合輸入。五、設計說明 (1) 第一模塊：CLK 時鐘秒脈沖發(fā)生電路 在紅綠燈交通信號系統(tǒng)中，大多數(shù)情況是通過自動控制

4、的方 式指揮交通的。因此為了避免意外事件的發(fā)生，電路必須給一個 穩(wěn)定的時鐘(clock )才能讓系統(tǒng)正常運作，故對 1MHz 的時鐘信 號進行 1000000分頻。模塊說明：系統(tǒng)輸入信號：CLKi:由外接信號發(fā)生器提供 1MHZ 的時鐘信號； 系統(tǒng)輸出信號：CLK：產生每秒一個脈沖的信號； (2) 第二模塊：模 90 倒計數(shù)器按照實驗要求，交通燈循環(huán)一次為 90 秒，且顯示倒數(shù)的計數(shù) 值，故設計一模 90 倒計數(shù)器通過主程序運算即可顯示各路計數(shù)值。模塊說明：系統(tǒng)輸入：CLK:接收由 CLK 電路的提供的 1hz 的時鐘脈沖信號; reset：緊急情況輸入 系統(tǒng)輸出信號：L1 :倒計數(shù)值 秒數(shù)十

5、位變化控制信號； L0:倒計數(shù)值秒數(shù)個位變化控制信號； （3）交通燈主程序 說明：系統(tǒng)輸入：CLK:接收由 CLK 電路的提供的 1hz 的時鐘脈沖信號; reset:緊急情況輸入 系統(tǒng)輸出信號：L_:東西方向紅綠黃燈控制信號； Ly:南北方向紅綠黃燈控制信號； NUM_l :東西方向倒計數(shù)值秒數(shù)十位變化控制信 號； NUM_O :東西方向倒計數(shù)值秒數(shù)個位變化控制信 號； NUM_l :南北方向倒計數(shù)值秒數(shù)十位變化控制信 號； NUM_O :南北方向倒計數(shù)值秒數(shù)個位變化控制信號；六、設計方案 GA.RB YA.RB RA3 RA.YB 圖 2 交通燈控制系統(tǒng)示意圖 交通挾制系統(tǒng)示意圖采用 L

6、VHDL 語言輸入的方式實現(xiàn)交通信號燈控制器LJ LJ LJ n_J東西 南北 圖 2 2 交通信號燈控制器的原理框圖 圖 3 3 交通信號燈控制器程序原理框圖 七、程序清單 (1) 第一模塊：CLK 時鐘秒脈沖發(fā)生電路 en tity defreq is port(CLKi:i n stdo gic; CLK:out std_logic ) ； i 九、引腳設置 接下來就要選擇目標器件并對相應的引腳進行鎖定了， 引腳鎖定方法如下圖 所示。Mode N STCDrcclion Low bon g Bank vYef Graup I/O Siardcird1CLK IiD-it Pm 經 4 裁

7、 N1 3.3 l 廠 1 仕 Bui：；工 a 噸” Output Plh_.134 2 B2N1 3.3 _71L 壇 mul:：t_ilput PIN.U5 2 B2N1 3.一廠 L (dE_auh；科 a L _ M output PIN_23S 2 B2 M1 3.J-M L/rrl iefeulc5M Output P-3.珅 _E CJ E N J I：GLyi：Outut2 B2LN1 3.3- E (duJuir7Lfd Output2 B2 N1 13 A .fTlGkbult：8 aOu 蝕 t pm 43.3 I LL ；dc_auh.回P1H_3 1 S1_N1 L

8、VTTItdEaui：;10NLiMtsaflPIN 2fl L 31 N1 玄詁 Lfl-n 怙 ui：Oulj_it pn 23 L 31 M1 3.詁 L/T-L 也亡 3|：12Output PiH 24 1 31 N1 3laquo;3 A ! /rn.比 a MJMKint)PBHJ9 1 E J1_N3 3,3 -M LE 【北詁 ul：； 妙Ckit PLH_t 1 a.i-_vm i 血 pui：；fIMJM K IM UULlt 艮刖 1 31 N0 i.i-oLkn (daaul:；迫a KIM/03 Output PIM_1O3 5 B!hD 3.3- i.zr-L C

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10、1 0I_N1 13 -El (deul:：十、實驗總結（故障排除與收獲體會）綜合設計實驗對學生而言是其對所學課程內容掌握情況的一次自我驗證， 從 而有著極其重要的意義。通過設計能提高學生對所學知識的綜合應用能力，能全 面檢查并掌握所學內容，我們進行了數(shù)字電路設計，老師命題，進行設計。趣味 性強，同時也可以學到很多東西。我們做的是交通燈控制器的設計。在這學期的課程設計中，在收獲知識的同時，還收獲了閱歷，收獲了成熟， 在此過程中，我們通過查找大量資料，請教老師，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了 獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，我 們學會了很多學習的方法。而這是日后最

11、實用的，真的是受益匪淺。要面對社會 的挑戰(zhàn)，只有不斷的學習、實踐，再學習、再實踐。通過這個程序設計，我進一步加深了對電子設計自動化的了解， 并進一步熟 練了對 l Quartusll 軟件的操作。在編寫程序的過程中，遇到了很多問題，有些函 數(shù)不太熟悉，使我發(fā)現(xiàn)自己以前學習上存在的不足。通過與同學探討和請教老師， 終于把問題都解決了，并加深了對交通燈原理和設計思路的了解。同時也掌握了 做課程設計的一般流程，為以后的設計積累了一定的經驗。做課程設計時，先查 閱相關知識，把原理吃透，確定一個大的設計方向，在按照這個方向分模塊的把 要實現(xiàn)的功能用流程圖的形式展示。最后參照每個模塊把輸入和輸出引腳設定， 運用我們所學的 L VHDL 語言進行編程。這次課程設計雖然結束了，也留下了很多遺憾，因為由于時間的緊缺和許多 課業(yè)的繁忙，并沒有做到最好，但是，最起碼我們沒有放棄，它是我們的驕傲！相信以后我們會以更加積極地態(tài)度對待我們的學習、 對待我們的生活。我們的激 情永遠不會結束，相反，我們會更加努力，努力的去彌補自己