EDA交通灯课程设计

1.简要说明。

在十字路口，每一条道路各有一组红、黄、绿灯和倒计时显示器，用以指挥车辆和行人有序的通行。其中，红灯亮表示该道路禁止通行；黄灯表示停车；绿灯表示可以通行；倒计时显示器是用来显示允许通行或禁止通行的时间。交通灯控制器就是用于自动控制十字路口的交通灯和计时器，指挥各种车辆和行人安全通行。

2.实验设备。

1）硬件环境。

pc机、zye1502deda技术实验箱。

2）软件环境。

max+plusⅱcpld软件开发系统，vhdl硬件描述语言。

3.原理。在十字路口的四个方向上各设一组红黄绿灯，一组数码管以倒计时的方式显示允许通行和禁止通行的时间，其中绿灯、黄灯、红灯的持续时间分别是40s、5s、45s。

初始状态为：南北方向亮红灯，东西方向亮绿灯。当各条路中任意一条上出现特殊情况，例如消防车，救护车或其他需要优先放行的车辆时，各方向上均是红灯亮，倒计时停止，且显示数字在闪烁。

当特殊运行状态结束后，控制器恢复原来状态，继续正常运行。

4.设计步骤。

1）顶层电路图。

2）模块设计。

模块fen该模块的功能是将失重10000分频，得到占空比为1：10000的方波，这种方波和xiaopro模块联合使用，可达到较好的消抖同步效果。

程序：libraryieee;

entityfenis

port(clk:instd_logic;

clk1:outstd_logic);

endfen;

architecturefen_arcoffenis

beginprocess(clk)

variablecnt:integerrange0to9999;

beginifclk'eventandclk='1'then

ifcnt=9999then

cnt:=0;

clk1<='1';

elsecnt:=cnt+1;

clk1<='0';

endif;

endif;

endprocess;

endfen_arc;

模块fen2

该模块的功能是将时钟5000分频，得到占空比为1：1的方波，用于紧急情况时的倒计时闪烁。

程序：libraryieee;

entityfen2is

port(clk:instd_logic;

y:outstd_logic);

endfen2;

architecturefen2_arcoffen2is

beginprocess(clk)

variablecnt:integerrange0to2499;

variableaa:std_logic;

beginifclk'eventandclk='1'then

ifcnt=2499then

cnt:=0;

aa:=notaa;

elsecnt:=cnt+1;

endif;

endif;

y<=aa;

endprocess;

endfen2_arc;

模块xiaopro

该模块的功能是消抖同步，它的输入输出都为正脉冲。

程序：libraryieee;

entityxiaoprois

port(a,clk1:instd_logic;

b:outstd_logic);

endxiaopro;

architecturexiao_arcofxiaoprois

signaltmp1:std_logic;

beginprocess(clk1,a)

variablet***,tmp2:std_logic;

beginifclk1'eventandclk1='0'then

tmp1<=a;

tmp2:=tmp1;

t***:=nottmp2;

endif;

b<=tmp1andt***andclk1;

endprocess;

endxiao_arc;

模块no该模块的功能是实现紧急情况与正常情况的转换，当a上升沿（即紧急按键按下）到来时，y的状态发生变化。

程序：libraryieee;

entitynois

port(a:instd_logic;

y:outstd_logic);

endno;

architectureno_arcofnois

beginprocess(a)

variableaa:std_logic;

beginifa'eventanda='1'then

aa:=notaa;

endif;

y<=aa;

endprocess;

endno_arc;

模块corna

该模块为整个程序的核心，它实现三种颜色灯的交替点亮、时间的倒计时。此模块与模块conrb分别控制一组信号灯，它们的唯一区别就是初态不同。

程序：libraryieee

entitycornais

port(clk:instd_logic;

r,g,y:outstd_logic;

timh,timl:outstd_logic_vector(3downto0);

endcorna;

architecturecorn_arcofcornais

typergyis(red,green,yellow);

beginprocess(clk)

variablea:std_logic;

variableth,tl:std_logic_vector(3downto0);

variablestate:rgy;

beginifclk'eventandclk='1'then

casestateis

whengreen=>ifa='0'then

th:="0100";

tl:="0000";

a:='1';

g<='1';

r<='0';

elseifnot(th="0000"andtl="0001")then

iftl="0000"then

tl:="1001";

th:=th-1;

elsetl:=tl-1;

endif;

elseth:="0000";

tl:="0000";

a:='0';

state:=yellow;

endif;

endif;

whenred=>ifa='0'then

th:="0100";

tl:="0101";

a:='1';

r<='1';

y<='0';

elseifnot(th="0000"andtl="0001")then

iftl="0000"then

tl:="1001";

th:=th-1;

elsetl:=tl-1;

endif;

elseth:="0000";

tl:="0000";

a:='0';

state:=green;

endif;

endif;

whenyellow=>ifa='0'then

th:="0000";

tl:="0100";

a:='1';

y<='1';

g<='0';

elseifnot(th="0000"andtl="0001")then

iftl="0000"then

tl:="1001";

th:=th-1;

elsetl:=tl-1;

endif;

elseth:="0000";

tl:="0000";

a:='0';

state:=red;

endif;

endif;

endcase;

endif;

timh<=th;

timl<=tl;

endprocess;

endcorn_arc;

模块cornb

此模块唯一与conra的唯一不同是状态机的初态不同，只要将conra的程序中的语句：typergyis(red,green,yellow);改为：

typergyis(green,yellow，red);即可。

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