交通燈控制器

目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1課程設(shè)計(jì)要求 3 \o"CurrentDocument"2電路功能描述 3 \o"CurrentDocument"3設(shè)計(jì)方案 3 4設(shè)計(jì)原理圖 4 5VHDL語(yǔ)言 4 \o"CurrentDocument"6仿真截圖 6 \o"CurrentDocument"7心得體會(huì) 11 \o"CurrentDocument"8參考文獻(xiàn) 11課程設(shè)計(jì)要求紅、黃、綠燈分別控制顯示；每一個(gè)狀態(tài)分別分配一個(gè)時(shí)間顯示（兩位十進(jìn)制，倒計(jì)時(shí)）；符合實(shí)際交通規(guī)律。電路功能描述本設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)交通燈的控制，模擬實(shí)現(xiàn)了紅、綠、黃燈指揮交通的功能。本設(shè)計(jì)適用東西和南北方向的車流量大致相同的路口，紅燈顯示時(shí)間30S，綠燈顯示時(shí)間25S，黃燈顯示時(shí)間5S，同時(shí)用數(shù)碼管指示當(dāng)前的狀態(tài)（紅、綠、黃燈）的剩余時(shí)間。當(dāng)有緊急狀況發(fā)生時(shí)，兩個(gè)方向都禁止通行，并且顯示紅燈，當(dāng)緊急狀況解除后，重新計(jì)時(shí)并且指示時(shí)間。設(shè)計(jì)方案根據(jù)設(shè)計(jì)要求，需要控制顯示紅、黃、綠三個(gè)燈的亮滅狀態(tài)及顯示的時(shí)間。這個(gè)設(shè)計(jì)主要由兩部分組成，紅黃綠燈的顯示模塊，顯示時(shí)間模塊。由實(shí)際的交通情況可知，東西方向的顯示情況是一致的，南北方向的顯示情況也是一致，故在設(shè)計(jì)的時(shí)候就只考慮兩種狀態(tài)，將東西方向合成一種，南北方向合成一種。紅黃綠燈的顯示模塊用兩組共6個(gè)燈顯示，時(shí)間顯示模塊用LED數(shù)碼管顯示。此外，本交通燈控制器設(shè)置的紅黃綠顯示方式是參照一些城市的顯示規(guī)律，紅燈30S，綠燈25S，黃燈5S，同時(shí)用數(shù)碼管指示當(dāng)前狀（紅、綠、黃燈）的剩余時(shí)間。另外還設(shè)有一個(gè)緊急狀態(tài)，當(dāng)特殊情況發(fā)生時(shí)，兩個(gè)方向都禁止通行，指示紅燈，緊急狀態(tài)解除后，重新計(jì)時(shí)并指示時(shí)間。時(shí)間采用倒計(jì)時(shí)的方式顯示。本設(shè)計(jì)采用VHDL語(yǔ)言編程，描述各個(gè)硬件模塊實(shí)現(xiàn)的功能，使紅、黃、綠燈的轉(zhuǎn)換有一個(gè)準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)換順序和時(shí)間間隔，并進(jìn)行仿真，通過(guò)仿真的結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。在正常情況下的一個(gè)完整周期內(nèi)，交通燈控制器系統(tǒng)一共有四種狀態(tài)，分別是東西紅、南北綠，東西紅、南北黃，東西綠、南北紅，東西黃、南北紅。其運(yùn)行方式為東西紅、南北綠f東西紅、南北黃f東西綠、南北紅f東西黃、南北綠，東西黃、南北綠結(jié)束后再回到東西紅、南北綠的狀態(tài)，整個(gè)周期持續(xù)60sourgency為緊急控制信號(hào)，為高電平時(shí)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為東西南北均是紅燈亮的狀態(tài)，狀態(tài)結(jié)束后系統(tǒng)重新設(shè)置，轉(zhuǎn)換為東西紅，南北綠的狀態(tài)。4.設(shè)計(jì)的原理圖循環(huán)--定義結(jié)構(gòu)體--出現(xiàn)緊急狀態(tài)--東西南北都亮紅燈--定義結(jié)構(gòu)體--出現(xiàn)緊急狀態(tài)--東西南北都亮紅燈--設(shè)置重新計(jì)時(shí)的數(shù)據(jù)THENorSouth_North>"00110000")THEN--計(jì)數(shù)錯(cuò)誤時(shí)糾正到初始轉(zhuǎn)態(tài)--東西紅燈亮30秒，南北綠燈亮25秒ELSIF(East_West="00000101"ANDEast_West<="00000100";South_North<="00000100";led<="100010";ELSIF(East_West="00000000"ANDSouth_North="00000000")THEN--紅、綠燈亮了25秒，綠燈將轉(zhuǎn)變?yōu)辄S燈--東西紅燈亮剩余5秒，南北黃燈亮5秒South_North="00000000"ANDled="100010")THEN--東西紅燈30秒時(shí)間結(jié)束，南北黃燈5秒結(jié)束VHDL硬件描述語(yǔ)言LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYtrafficIS --定義實(shí)體PORT(clk:INSTD_LOGIC; --CLK為時(shí)鐘信號(hào)(1Hz)urgency:INSTD_LOGIC; --緊急狀態(tài)控制端led:BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR(5DOWNTO0); --紅黃綠綠黃紅East_West,South_North:BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0));END; —東西、南北倒計(jì)時(shí)數(shù)碼管(高4位為十位，低4位為個(gè)位)ARCHITECTURErtlOFtrafficISBEGINPROCESS(clk,urgency)BEGINIFurgency='1'THENled<="100001";East_West<="00000000";South_North<="00000000";ELSIF(clk'EVENTANDclk='1')IF(East_West>"00110000"East_West<="00101001";South_North<="00100100";led<="100100";East_West<="00100100";South_North<="00101001”;led<="001001"; --東西亮綠燈25秒，南北亮紅燈30秒ELSIF(East_West="00000000"ANDSouth_North="00000101")THENEast_West<="00000100"; --東西紅綠亮25秒結(jié)束，轉(zhuǎn)為5秒黃燈South_North<="00000100";led<="010001"; --東西黃燈亮5秒，南北紅燈亮剩余5秒ELSIF(East_West="00000000"ANDSouth_North="00000000"ANDled=010001")THEN --東西亮黃燈5秒結(jié)束，南北亮30秒紅燈結(jié)束East_West<="00101001";South_North<="00100100";led<="100100"; --東西紅燈30秒，南北綠燈25秒，循環(huán)ELSIF(East_West(3DOWNTO0)=0East_West<=East_West-7;South_North<=South_North-7;ELSIF(East_West(3DOWNTO0)=0East_West<=East_West-7;South_North<=South_North-1;ELSIF(South_North(3DOWNTO0)=0South_North<=South_North-7;East_West<=East_West-1;ELSEEast_West<=East_West-1;South_North<=South_North-1;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;END;ANDSouth_North(3DOWNTO0)=0)THEN--BCD碼減法轉(zhuǎn)換ANDSouth_North(3DOWNTO0)=0)THEN--BCD碼減法轉(zhuǎn)換ANDEast_West(3DOWNTO0)=0)THEN--BCD碼減法轉(zhuǎn)換--不滿足上述特殊情況時(shí)減一仿真截圖6.1VHDL源程序仿真創(chuàng)建VHDL語(yǔ)言的編程窗口，并進(jìn)行保存程序截圖:對(duì)源程序進(jìn)行編譯，為出現(xiàn)錯(cuò)誤。6.1.2創(chuàng)建波形文件并進(jìn)行仿真導(dǎo)入，

EnterNodesfro>SNFNode/Group:r ListType十Inputs—Registered環(huán)Outputs—Combinatorial十Groupf~MemoryBitrahf~MemoryWord環(huán)PreserveExistingNodes"ShowAllNodeNameSynonymsOKIType十Inputs—Registered環(huán)Outputs—Combinatorial十Groupf~MemoryBitrahf~MemoryWord環(huán)PreserveExistingNodes"ShowAllNodeNameSynonymsOKICancelCleartrf*MAX+plusII一f:\>ax\traffic一[Untitledl一￥avefor>Editor]13回區(qū)MAX+plusIIFileEditViewNodeAssignUtilitiesOptionsWindowHelp -51X□HO g收曷甌屈劇囪檔蜀回慕精慎俱棗畿唇窖Ref:|l27.Dns |*|，|Time:|3D4.Dns Interval:177.0ns127.0ns_ 口Name: Value: WO.Ond200.0ns 300.0ns 400.0ns 500.0ns 600.0ns 700.0ns 800.0ns 900.0nsurgency 1nJ—elkledeast_westsouth_northDXDXDX將仿真的結(jié)束時(shí)間定為65s,進(jìn)行仿真;(1)、東西紅，南北綠:frT*lAS+plusII-f:\>ax\traffle—[traffic,sef—TavefoemEditor]13回區(qū)MAX+plusIIFileEditViewNodeAssignUtilitiesOptionsWindowHelp -51XDHO gR島虱屈畫庶檔聞回矗圈慎留忠氯套稟□□Ref:11日.44sName: Value: ￥~~一urgency 0■^―elk 0uth_north[7..0] D20-Ied5 1Ied4 0-Ied3 0■羊Ied2 1Ied1 □-E^ledu 0ast_west[7..Ll] D25l+l+lTime:|19.07sInterval:Ei3LLLImsl:1 1卻m18.44s20.0s22.0e24.0s26.US 28.0s 3LI.IJS 三21~y20r^r^r^r^r^r^r^_r^r^r^r^r^r^rX19X1BX17X16X15X14X13X12W11X1°X9\0*7胞26X25《24X23X22X21X20X19X18X"X16X15X14X13X12X、V-AvailableNodes&Groups:SelectedNodes&Groups:led(0)east_west[0]south_north(0)|lpm_^dd_sub:1106|dataa[^0](0)|lpm_add_sub:110BIaddcore:adder|dataa[7llr,m_Add_^iih-11ElrlME111們〕L>勺a-業(yè)煨皿』] elk(1]south_north7(0)south_north6(0)south_north5(0)?eiil'hnnrbhilIlli勺

(2)、東西紅，南北黃irjiIAX+plusII-f:\?az\traffle-[traffic,sef-Tavefor>Editor]a1xMAX+plusIIFileEditYiewNodeAssignUtilitiesOptioilsa1x□ne ck?曷甌屈國(guó)刈檔蜀函篇圈慎俱忠四套稟AsAs-n1XRef:|E.27s |g|+]Time:|HJ.97s Interval:-2.3sNwie:urgency1^-elkValue:—0-n1XRef:|E.27s |g|+]Time:|HJ.97s Interval:-2.3sNwie:urgency1^-elkValue:—063.27s□62.0s 64.0s65uth_north[7..0]D22-Ied5 0-Ied4 0-E^Ied3 1-E^Ied2 0-ledl 0-ledU 1ast_west[7..O]D17iY34X茉X夷？『X3DX29X為X27X2日Y25X24X為Y22_^_r*閔)X四X胡X27X曷X25X為*23*22X