基于FPGA的交通灯设计VIP免费

交通信号灯控制器的设计交通信号灯控制器1交通信号灯控制器的设计目录第一章系统设计1.1设计要求………………………………………………………………………31.2方案比较………………………………………………………………………31.3方案论证………………………………………………………………………31.3.1总体思路…………………………………………………………………41.3.2设计方案…………………………………………………………………5第二章单元电路设计2.14位二进制计数器……………………………………………………………62.2两位二进制计数器……………………………………………………………62.3定时时间到检测电路…………………………………………………………62.4红黄绿灯输出控制电路………………………………………………………62.5计时器…………………………………………………………………………6第三章软件设计3.1用VHDL编写程序……………………………………………………………63.2程序流程………………………………………………………………………73.3程序清单及仿真………………………………………………………………7第四章系统测试…………………………………………………………7第五章结论………………………………………………………………8参考文献……………………………………………………………………9附录………………………………………………………………………102交通信号灯控制器的设计0引言随着经济的飞速发展，现代化交通管理成了当今的热点问题。一个完善的交通控制功能,可使混乱的交通变得井然有序，从而保障了人们的正常外出。本系统通过设计一交通信号灯控制器,达到交通控制的目的。除实现交通灯基本的控制功能外，系统还可显示该灯本次距灯灭所剩的时间，具有更完善的控制功能,使行人提前做好起、停准备，具有更强的实用性。第1章系统设计1.1设计要求(1)交通灯从绿变红时，有4秒黄灯亮的间隔时间。(2)交通灯红变绿是直接进行的，没有间隔时间。(3)主干道上的绿灯时间为20秒，支干道的绿灯时间为10秒。(4)在任意时间,显示每个状态到该状态结束所需要的时间。1.2方案比较要实现对交通灯的控制，有很多的方案可供选择。方案一：由两块CMOS集成电路完成定时和序列控制功能，三只双向晶体管完成实际的电源切换功能。电路中采用10V负电源（可由市电电压经降压、整流、滤波、稳压而得）、CD4049集成电路、计数器CD4017等器件。其中双向晶闸管选用400V、4A的，二极管选用BY127型和1N4148型，稳压管选用10V、1W的。因直接使用市电工作，故在安装和使用时安全系数较低，且硬件电路复杂，所用器件多。方案二：运用VHDL语言分别控制分频和状态机两个模块,即信号源经分频器分频后得到1Hz脉冲,输出脉冲控制状态机中预置四个状态的循环,从而达到交通控制作用.该方案电路结构简单,使用器件少,易于安装和使用.但不宜于电路扩展,适用范围小,应用不广泛.方案三：采用VHDL语言输入的方式实现交通信号灯控制器，并灵活运用了通用元件CBU14和CBU12作为4位二进制计数器和两位二进制计数器，简化了硬件电路，同时也给调试、维护和功能的扩展、性能的提高带来了极大的方便。分析以上三种方案的优缺点，显然第三种方案具有更大的优越性、灵活性，所以采用第三种方案进行设计。1.3方案论证1.3.1总体思路系统交通管理示意图如图1.3.1.主干道支干道图1.3.1路口交通管理示意图由此可得出交通信号灯A、B、C、D的4种状态:根据设计要求，系统状态转换图如图1.2.2示。干道交通灯的四种状态主干道A绿（20秒）B黄（4秒）C红（10秒）D红（4秒）支干道红红绿黄3交通信号灯控制器的设计图1.2.2状态转换图1.3.2设计方案交通信号灯控制器的原理框图如图1.2.1示。图1.2.1交通信号灯控制器的原理框图状态发生器是一个两位二进制计数器，产生交通信号灯的4种状态。状态发生器的输出通过预置数产生电路，输出每一种状态所需要的时间.预置数产生电路是一组四选一的多路转换器，多路转换器的输出信号作为可预置数十进制减法计数器的预置数输入信号，状态发生器的输出也决定了红黄绿灯信号的输...