EDA课程设计——交通灯ood.docx
实验报告 设设计题目目：交通通信号控控制器 班班 级级： 学学 号号： 姓姓 名名： 指指导老师师： 设设计时间间：20011年年4月交通信号号控制器器的VHHDL设设计一、设计计任务：模拟十字字路口交交通信号号灯的工工作过程程，利用用实验板板上的两两组红、黄黄、绿LLED作作为交通通信号灯灯，设计计一个交交通信号号灯控制制器。要要求：（1） 交通灯从从绿变红红时，有有4秒黄黄灯亮的的间隔时时间；（2） 交通灯红红变绿是是直接进进行的，没没有间隔隔时间；（3） 主干道上上的绿灯灯时间为为40秒秒，支干干道的绿绿灯时间间为200秒；（4） 在任意时时间，显显示每个个状态到到该状态态结束所所需的时时间。 支干干道 主干道道图1 路路口交通通管理示示意图ABCD主干道交交通灯绿（400秒）黄（4秒秒）红（200秒）红（4秒秒）支干道交交通灯红红绿黄表1交通通信号灯灯的4种种状态 二、设设计目的的： 设计计交通灯灯控制系系统主要要是为了了实现城城市十字字交叉路路口红绿绿灯的控控制。通通过对QQuarrtussII软件件使用方方法与技技巧的学学习，掌掌握VHHDL程程序设计计的实现现，熟悉悉可编程程逻辑器器件的使使用。同同时加深深对交通通灯控制制系统的的了解与与应用。三、 设计方案案：定时时间到检测电路计时器预置数产生电路状态发生器（两位二进制计数器） 时间显显示数据据输出红黄绿灯输出控制电路（RYG） 红红黄绿灯灯信号输输出1秒时钟脉冲信号发生器 图2交交通信号号灯控制制器的原原理框图图秒脉冲信号发生器（进程P1和P2）状态寄存器（进程P6）计数器（进程P3、P4和P5）CLK时间显示示数据输输出次态发生器信号灯输出信号（进程P7） 信号灯灯输出 图图3交通通信号灯灯控制器器程序原原理框图图四、程序序清单和和说明：LIBRRARYY IEEEE;USE IEEEE.SSTD_LOGGIC_11664.AALL;USE IEEEE.SSTD_LOGGIC_UNSSIGNNED.ALLL;ENTIITY TRAAFFIIC IIS PORRT (CLKK: IIN SSTD_LOGGIC; LEED7SS1: OUTT STTD_LLOGIIC_VVECTTOR(6 DDOWNNTO 0);-数数码管高高位显示示数字 LEED7SS2: OUTT STTD_LLOGIIC_VVECTTOR(6 DDOWNNTO 0);-数数码管低低位显示示数字 LIIGHTT: OOUT STDD_LOOGICC_VEECTOOR(55 DOOWNTTO 00);-各各交通灯灯显示END ENTTITYY;ARCHHITEECTUURE ONEE OFF TRRAFFFIC ISTYPEE STTATEES IIS( STAA, SSTB, STTC, STEE);-定义义状态变变量SIGNNAL ST00:STTATEES;SIGNNAL ST11:STTATEES;SIGNNAL FULLL: STDD_LOOGICC;SIGNNAL FOUUT: STDD_LOOGICC;时钟钟输出信信号（秒秒频）SIGNNAL TIMME: STDD_LOOGICC_VEECTOOR(66 DOOWNTTO 00);时时间计数数值SIGNNAL TIMME_LLEFTT: SSTD_LOGGIC_VECCTORR(6 DOWWNTOO 0);显示示时间剩剩余值SIGNNAL T_HHIGHH:STTD_LLOGIIC_VVECTTOR(1 DDOWNNTO 0);高位显显示SIGNNAL T_LLOW:STDD_LOOGICC_VEECTOOR(66 DOOWNTTO 00);低低位显示示BEGIIN PRROCEESS(CLKK) -秒脉冲冲产生进进程（分分频作用用） VAARIAABLEE CNNT8: STTD_LLOGIIC_VVECTTOR(7 DDOWNNTO 0); BEEGINN IFF CLLK'EEVENNT AAND CLKK='11' TTHENN IF CNTT8=""1111111111"" THHEN CNTT8:="00000000000" -当当CNTT8计数数计满时时，给计计数器CCNT88预置数数 FULLL<='1'' -同时使使溢出标标志信号号FULLL输出出为高电电平 ELLSE CNTT8:=CNTT8+11; -否则继继续作加加1计数数 FULLL<='0'' -且输输出溢出出标志信信号FUULL为为低电平平 ENDD IFF; ENND IIF; ENND PPROCCESSS; PPROCCESSS(FUULL)VARIIABLLE CCNT22: SSTD_LOGGIC;BEGIIN IF FFULLL'EVVENTT ANND FFULLL='11'THHEN CNNT2:=NOOT CCNT22; IF CNTT2=''1' THEEN FFOUTT<=''1' ELLSE FOUUT<='0''END IF;END IF;END PROOCESSS;-FOOUT输输出是时时钟信号号 PRROCEESS(FOUUT) -计数模模块。此此模块定定义一个个变量ttimee，当其其值不超超过633时实现现循环加加1功能能，超过过63则则timme值归归零。 IFF FOOUT''EVEENT ANDD FOOUT='1''THEEN IFF TIIME<<67 THEEN TIIME<<=TIIME+1; ELLSE TIMME<="000000000"" ENND IIF; ENND IIF; ENND PPROCCESSS; PRROCEESS(FOUUT,SST0,TIMME) -状态态转换模模块。此此模块利利用状态态机得设设计方法法，实现现主干道道和支干干道交通通信号灯灯不同状状态之间间的转变变，信号号灯状态态用实验验箱上的的发光二二极管显显示，主主干道和和支干道道在一个个状态内内的剩余余时间由由实验箱箱上两个个个七段段显示数数码管显显示 CAASE ST00 ISS WHHEN STAA=>IIF TTIMEE=399 THHEN ST11<=SSTB; ELLSE ST11<=SSTA; EEND IF; LLIGHHT<="00011000"TIMME_LLEFTT<=339-TTIMEE; WHHEN STBB=>IIF TTIMEE=433 THHEN ST11<=SSTC; ELLSE ST11<=SSTB; EEND IF; LLIGHHT<="01101000"TIMME_LLEFTT<=443-TTIMEE; WHHEN STCC=>IIF TTIMEE=633 THHEN ST11<=SSTE; ELLSE ST11<=SSTC; EEND IF; LLIGHHT<="10000110"TIMME_LLEFTT<=663-TTIMEE; WHHEN STEE=>IIF TTIMEE=677 THHEN ST11<=SSTA; ELLSE ST11<=SSTE; EEND IF; LLIGHHT<="10000001"TIMME_LLEFTT<=667-TTIMEE; ENND CCASEE; IFF FOOUT''EVEENT ANDD FOOUT='1''THEEN SST0<<=STT1; ENND IIF; ENND PPROCCESSS; PRROCEESS(TIMME_LLEFTT) -时间间显示进进程 BEEGINN IFF TIIME_LEFFT>=30 THEEN TT_HIIGH<<="111"T_LLOW<<=TIIME_LEFFT-330; ELLSIFF TIIME_LEFFT>=20 THEEN TT_HIIGH<<="110"T_LLOW<<=TIIME_LEFFT-220; ELLSIFF TIIME_LEFFT>=10 THEEN TT_HIIGH<<="001"T_LLOW<<=TIIME_LEFFT-110; ELLSE T_HIGGH<="000" T_LOWW<=TTIMEE_LEEFT; ENND IIF; ENND PPROCCESSS; PRROCEESS(T_HHIGHH,T_LOWW)- 译码码模块。该该模块为为七段显显示数码码管的译译码程序序 BEEGINN CAASE T_HHIGHH ISS WHHEN""00""=>LLED77S1<<="0011111111" WHHEN""01""=>LLED77S1<<="0000001100" WHHEN""10""=>LLED77S1<<="1101110111" WHHEN""11""=>LLED77S1<<="1100111111" WHHEN OTHHERSS=>NNULLL; ENND CCASEE; CAASE T_LLOW IS WHHEN""000000000"=>LEED7SS2<="011111111"" WHHEN""000000001"=>LEED7SS2<="000001110"" WHHEN""000000110"=>LEED7SS2<="100110011"" WHHEN""000000111"=>LEED7SS2<="100011111"" WHHEN""000001000"=>LEED7SS2<="111001110"" WHHEN""000001001"=>LEED7SS2<="111011101"" WHHEN""000001110"=>LEED7SS2<="111111101"" WHHEN""000001111"=>LEED7SS2<="000001111"" WHHEN""000010000"=>LEED7SS2<="111111111"" WHHEN""000010001"=>LEED7SS2<="111011111"" WHHEN OTHHERSS=>NNULLL; ENND CCASEE; ENND PPROCCESSS;END ARCCHITTECTTUREE; 为实现硬硬件测试试，实验验箱应选选模式66状态，但但此时可可用的四四个数码码管中有有两个数数码管端端口与用用到的LLED灯灯端口相相同，理理论上互互不影响响，但实实际测试试时却不不能同时时定义。由由于时间间紧张没没有过多多调试，故故在实际际测试时时对程序序进行了了修改，将将原本需需要四个个数码管管分别显显示主干干道和支支干道信信号灯状状态改为为两个数数码管显显示A、BB、C、DD四个不不同状态态的剩余余时间五、 仿真结果果：六、 引脚设置置：根据电路路模式66进行引引脚选择择七、硬件件测试及及结果：1.将引引脚锁定定后，选选择电路路模式六六。2.对线线路的连连接进行行检查，确确保联通通正确。3.将程程序下载载到实验验箱中，自自动运行行，观察察实验结结果与程程序所设设计的过过程是否否相符，达达到实验验预期要要求。八、实验验心得体体会：经过本次次的课程程设计，不不仅让我我进一步步巩固了了所学电电子设计计自动化化的理论论知识，而而且也对对QuaartuusIII软件的的基本操操作有了了更熟练练的掌握握。确认选题题之后，首首先查阅阅相关的的资料，理理解原理理并确定定设计的的基本思思路方向向。然后后仔细分分析进行行VHDDL程序序设计，采采用分模模块实现现功能。在在编写程程序的刚刚开始，问问题百出出，才发发现自己己对语法法结构的的掌握不不够牢固固，重新新查找书书本资料料以及与与同学互互相交流流探讨才才逐一解解决。其其中印象象最深刻刻的便是是电路模模式的选选择，不不同的模模式，需需要的位位长不一一样，而而且有的的需要译译码，有有的并不不需要。本本次设计计由于选选择了模模式了需需要在程程序中包包含译码码模块，而而且由于于引脚的的重合，只只能使主主干道和和支干道道共用数数码管，而而且使输输出红灯灯倒计时时结束后后接着来来一个短短时间（44S）的的红灯（这这是由于于另一干干道的黄黄灯显示示导致的的），这这在实际际中是不不可取的的这一整个个过程也也加深了了自己对对交通信信号灯控控制器原原理的了了解，同同时也更更熟悉课课程设计计的一般般流程，为为以后其其他课题题的设计计积累了了一定的的经验。程程序编程程完成后后，在软软件中进进行仿真真，观察察结果。由于实验箱的时钟不是很对换了一个实验箱，但是仍然在256HZ以下的频率不走。只有选择高频率，同时调节分频使程序内部时钟仍然保持为约等于1HZ在此次课课程设计计中我明明白了：每一个个环节都都需要细细致，各各个过程程相互关关联并影影响。在在程序下下载后发发现出现现乱码，找找了半天天最后才才发现是是自己把把七段数数码管的的位置顺顺序记错错了，幸幸好程序序内部的的译码是是摘录的的书上，更更改时只只需要把把显示管管的引脚脚的顺序序反过来来。完整整编写程程序与思思考排错错、动手手调试，都都是一种种实际的的锻炼，切切实的提提高，以后要要多培养养自己的的钻研精精神，多多实际动动手，全全面提升升学习技技术和解解决问题题的能力力。
