基于VHDL的交通灯设计与实现

华中科技大学基于xilinx FPGA的VHDL交通灯控制器的设计--基于Spartan3E开发板专业： 电子信息工程一. 任务设计要求 ① 设计一个十字路口交通信号灯的定时控制电路。要求红、绿灯按一定的规律亮和灭，并在亮灯期间进行倒计时，并将运行时间用数码管/液晶显示出来。 ②绿灯亮时，为该车道允许通行信号，红灯亮时，为该车道禁止通行信号。要求主干道每次通行时间为99秒，支干道每次通行时间为30秒。每次变换运行车道前绿灯闪耀，持续时间为5秒。即车道要由主干道转换为支干道时，主干道在通行时间只剩下5秒钟时，绿灯闪耀显示，支干道仍为红灯，以便主干道上已过停车线的车继续通行，未过停车线的车停止通行。同理，当车道由支干道转换为主干道时，支干道绿灯闪耀显示5秒钟，主干道仍为红灯。 ③ 对红、绿灯的运行时间要能比较方便的进行重新设置。④ 对器件进行在系统编程和实验验证。⑤用VHDL语言对设计进行描述，设计一个测试方案，通过ISE对设计进行仿真验证。并能够下载到实验板上调试成功。任务扩展：在原设计的基础上加入指示方向的功能。二. 系统设计1.系统原理图与说明由系统设计原理图，我以清楚地将系统分为六个模块：分频模块，时间设置模块，状态转换模块，时间计算模块，LED 流水灯模块，LCD 显示模块。1）分频模块 分频模块其作用为：由于 Spartan3E 板上提供的时钟信号为 50MHz，而设计所需时钟信号为 1Hz，故使用分频模块将 50MHz 信号分频为 1Hz 信号。2）时间置数模块由于任务设计要求可以对主干道，支干道上左转、绿灯运行的时间进行重新 设 置 调 整 ， 所 以 要 对 系 统 进 行 参 数 化 设 计 。 首 先 引 入 一 组 参 数 ，main_gh，main_gl，main_lh,main_ll,branch_gh，branch_gl，branch_lh,branch_ll(下划线后面的字母分别取 green,left,high,low 首字母).需要置数时，首先选择对主干道还是支干道时间置数，这里设置一个 main_or_branch 参数，当 main_or_branch 为高时设置支干道时间，为低时设置主干道时间。置数时，通过 s_set_button,l_set_button 对时间进行设置，具体方法参见代码。为了置数方便，引入一个 add_or_decent 参数，低电平常按下 button 可以增计数，高电平常按下可以减计数。3）状态转换模块状态转化模块是整个系统的核心模块它控制整个交通灯系统的状态变化,整个过程划分为四个基本状态：主干道绿灯、主干道左转、支干道绿灯、支干道...