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基于VHDL的交通灯设计EDA课程设计

报告

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2020年4月19日

文档仅供参考，不当之处，请联系改正。

EDA课程设计实验报告

交通信号控制器的VHDL的设计

一、设计任务及要求：

设计任务：模拟十字路口交通信号灯的工作过程，利用实验板上的两组红、黄、绿LED作为交通信号灯，设计一个交通信号灯控制器。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

40秒，支干道的绿灯时间为20秒；

（4） 在任意时间，显示每个状态到该状态结束所需的时间。

支干道

主干道

图1 路口交通管理示意图

A B 2020年4月19日

C D 2

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主干道交通灯 绿（40秒） 黄（4秒） 红（20秒） 红（4秒） 支干道交通灯 红 红 绿 黄 表1 交通信号灯的4种状态

设计要求：

（1） 采用

VHDL语言编写程序，并在QUARTUSII工具平台中进行

仿真，下载到EDA实验箱进行验证。

（2） 编写设计报告，要求包括方案选择、程序清单、调试过程、

测试结果及心得体会。

二 设计原理

1、设计目的：

学习DEA开发软件和QuartusII的使用方法，熟悉可编程逻辑器件的使用。经过制作来了解交通灯控制系统，交通灯控制系统主要是实现城市十字交叉路口红绿灯的控制 2’设计说明

（1）第一模块：clk时钟秒脉冲发生电路

在红绿灯交通信号系统中，大多数情况是经过自动控制的方式指挥交通的。因此为了避免意外事件的发生，电路必须给一个稳定的时钟（clock）才能让系统正常运作。 模块说明： 系统输入信号：

Clk: 由外接信号发生器提供256的时钟信号； 系统输出信号： full：产生每秒一个脉冲的信号；

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（2）第二模块：计数秒数选择电路

计数电路最主要的功能就是记数负责显示倒数的计数值，对下一个模块提供状态转换信号。 模块说明：

系统输入：full: 接收由clk电路的提供的1hz的时钟脉冲信号； 系统输出信号： tm： 产生显示电路状态转换信号 tl：倒计数值 秒数个位变化控制信号 th：倒计数值 秒数十位变化控制信号

（3）第三模块：红绿灯状态转换电路 本电路负责红绿灯的转换。 模块说明：

系统输入信号：full: 接收由clk电路的提供的1hz的时钟脉冲信号；

tm: 接收计数秒数选择电路状态转换信号； 系统输出信号： comb_out: 负责红绿灯的状态显示。

（4）第四模块：时间显示电路

本电路负责红绿灯的计数时间的显示。 模块说明：

系统输入信号：tl：倒计数值 秒数个位变化控制信号； th：倒计数值 秒数十位变化控制信号；

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2020年4月19日

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系统输出信号： led7s1: 负责红绿灯的显示秒数个位。 led7s2： 负责红绿灯的显示秒数十位。

三、设计方案

定时时间到检测

状态发预置数时间显示数据输出 生器计时器

红黄绿灯信号输出红黄绿灯输

1秒时钟脉出 图2 交通信号灯控制器的原理框图

采用VHDL语言输入的方式实现交通信号灯控制器

CLK 秒脉冲计数器 状态寄 信号发（进程时间显示数据输出存器 次态发生器 信号灯输出 信号灯输出

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