交通灯.doc
如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流交通灯.docx【精品文档】第 5 页南昌航空大学电子信息工程学院 EDA技术课程实验报告实验名称： 交通灯控制电路实验实验时间： 09年11月27日指导教师： 班 级 ： 060422学 号 ： 24姓 名 ： 刘杰水成 绩 ： 一、 实验目的1、 了解交通灯的燃灭规律。2、 了解交通灯控制器的工作原理。3、 熟悉VHDL语言编程，了解实际设计中的优化方案。二、 实验原理交通灯的显示有很多方式，如十字路口、丁字路口等，而对于同一个路口又有很多不同的显示要求，比如十字路口，车辆如果只要东西和南北方向通行就很简单，而如果车子可以左右转弯的通行就比较复杂，本实验仅针对最简单的南北和东西直行的情况。要完成本实验，首先必须了解交通路灯的燃灭规律。本实验需要用到实验箱上交通灯模块中的发光二极管，即红、黄、绿各三个。依人们的交通常规，“红灯停，绿灯行，黄灯提醒”。其交通灯的燃灭规律为：初始态是两个路口的红灯全亮，之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时一段时间后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。在实验中使用8 个七段码管中的任意两个数码管显示时间。东西路和南北路的通车时间均设定为20s。数码管的时间总是显示为19、18、172、1、0、19、18。在显示时间小于3 秒的时候，通车方向的黄灯闪烁。三、 实验内容本实验要完成任务就是设计一个简单的交通灯控制器，交通灯显示用实验箱的交通灯模块和七段码管中的任意两个来显示。系统时钟选择时钟模块的1KHz时钟，黄灯闪烁时钟要求为2Hz，七段码管的时间显示为1Hz 脉冲，即每1s中递减一次，在显示时间小于5 秒的时候，通车方向的黄灯以2Hz 的频率闪烁。系统中用S1 按键进行复位。四、 总原理图各模块的功能：1、traffic_control：主控模块，控制两个定时器的使能与红、绿、灯的亮灭。2、Count：定时器，用于控制东西与南北的通车时间。3、Divder：分频器，10分频用于扫描数码管，1000分频用于定时器与主控模块，500分频用于黄灯的闪烁。4、mux_2：2选1的选择器，用于控制数码管的显示值。5、Display：控制数码管的显示。6、Yellow：用于控制黄灯的闪烁。五、 主控模块的VHDL的程序library IEEE;use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY traffic_control IS -实体描述 PORT ( clk1: IN std_logic; c1,c2: IN std_logic; rst: IN std_logic; EN_1,EN_2:out std_logic; r1,r2,y1,y2,g1,g2:out std_logic);END traffic_control;ARCHITECTURE behave OF traffic_control IStype states is(st0,st1,st2,st3); -定义状态机的四个状态，状态0：东西通车且绿signal state:states; -亮；状态1：东西通车且黄灯闪烁；状态2：南BEGIN -北亮且绿灯亮；状态3：南北通车且黄灯闪烁 PROCESS(clk1,rst) beginif rst='0' then state<=st0;else if clk1'event and clk1='1' thencase state iswhen st0 => if c1='1' then state<=st1;end if; when st1 => if c2='1' then state<=st2;end if;when st2 => if c1='1' then state<=st3;end if;when st3 => if c2='1' then state<=st0;end if;end case; end if;end if; end process;EN_1<='1' when state=st0 or state=st2 else '0' -状态0或状态2定时器1使能EN_2<='1' when state=st1 or state=st3 else '0' -状态1或状态3定时器2使能r1<='1' when state=st2 or state=st3 else '0' -状态2或状态3东西红灯亮r2<='1' when state=st0 or state=st1 else '0' -状态0或状态1南北红灯亮g1<='1' when state=st0 else '0' -状态0东西绿灯亮g2<='1' when state=st2 else '0' -状态2南北绿灯亮y1<='1' when state=st1 else '0' -状态1东西黄灯闪烁y2<='1' when state=st3 else '0' -状态3东西南北闪烁END behave;六、 实验仿真波形波形分析：观察波形图可知，上电时东西通车，东西绿灯亮（g1=1），南北红灯亮（r2=1），一段时间后，东西黄灯闪烁，南北依然是红灯亮，很快南北通车，南北绿灯亮（g2=1），东西红灯亮（r1=1），一段时间后南北黄灯闪烁，南北依然是红灯亮，然后循环往复，在此过程中数码管显示通车的时间，数码管由dula与wela控制，实现了交通灯的功能。 七、 实验小结通过本次试验，掌握了交通灯的设计方法，在试验过程中没遇到什么问题，在帮助同学解决问题的过程中更加熟悉了QuartusII软件的使用与EDA的设计流程。
