交通灯控制器

目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1课程设计要求 3 \o"CurrentDocument"2电路功能描述 3 \o"CurrentDocument"3设计方案 3 4设计原理图 4 5VHDL语言 4 \o"CurrentDocument"6仿真截图 6 \o"CurrentDocument"7心得体会 11 \o"CurrentDocument"8参考文献 11课程设计要求红、黄、绿灯分别控制显示；每一个状态分别分配一个时间显示（两位十进制，倒计时）；符合实际交通规律。电路功能描述本设计是实现交通灯的控制，模拟实现了红、绿、黄灯指挥交通的功能。本设计适用东西和南北方向的车流量大致相同的路口，红灯显示时间30S，绿灯显示时间25S，黄灯显示时间5S，同时用数码管指示当前的状态（红、绿、黄灯）的剩余时间。当有紧急状况发生时，两个方向都禁止通行，并且显示红灯，当紧急状况解除后，重新计时并且指示时间。设计方案根据设计要求，需要控制显示红、黄、绿三个灯的亮灭状态及显示的时间。这个设计主要由两部分组成，红黄绿灯的显示模块，显示时间模块。由实际的交通情况可知，东西方向的显示情况是一致的，南北方向的显示情况也是一致，故在设计的时候就只考虑两种状态，将东西方向合成一种，南北方向合成一种。红黄绿灯的显示模块用两组共6个灯显示，时间显示模块用LED数码管显示。此外，本交通灯控制器设置的红黄绿显示方式是参照一些城市的显示规律，红灯30S，绿灯25S，黄灯5S，同时用数码管指示当前状（红、绿、黄灯）的剩余时间。另外还设有一个紧急状态，当特殊情况发生时，两个方向都禁止通行，指示红灯，紧急状态解除后，重新计时并指示时间。时间采用倒计时的方式显示。本设计采用VHDL语言编程，描述各个硬件模块实现的功能，使红、黄、绿灯的转换有一个准确的转换顺序和时间间隔，并进行仿真，通过仿真的结果，得出实验的结果。在正常情况下的一个完整周期内，交通灯控制器系统一共有四种状态，分别是东西红、南北绿，东西红、南北黄，东西绿、南北红，东西黄、南北红。其运行方式为东西红、南北绿f东西红、南北黄f东西绿、南北红f东西黄、南北绿，东西黄、南北绿结束后再回到东西红、南北绿的状态，整个周期持续60sourgency为紧急控制信号，为高电平时系统转换为东西南北均是红灯亮的状态，状态结束后系统重新设置，转换为东西红，南北绿的状态。4.设计的原理图循环--定义结构体--出现紧急状态--东西南北都亮红灯--定义结构体--出现紧急状态--东西南北都亮红灯--设置重新计时的数据THENorSouth_North>"00110000")THEN--计数错误时纠正到初始转态--东西红灯亮30秒，南北绿灯亮25秒ELSIF(East_West="00000101"ANDEast_West<="00000100";South_North<="00000100";led<="100010";ELSIF(East_West="00000000"ANDSouth_North="00000000")THEN--红、绿灯亮了25秒，绿灯将转变为黄灯--东西红灯亮剩余5秒，南北黄灯亮5秒South_North="00000000"ANDled="100010")THEN--东西红灯30秒时间结束，南北黄灯5秒结束VHDL硬件描述语言LIBRARYIEEE;USEIEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USEIEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITYtrafficIS --定义实体PORT(clk:INSTD_LOGIC; --CLK为时钟信号(1Hz)urgency:INSTD_LOGIC; --紧急状态控制端led:BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR(5DOWNTO0); --红黄绿绿黄红East_West,South_North:BUFFERSTD_LOGIC_VECTOR(7DOWNTO0));END; —东西、南北倒计时数码管(高4位为十位，低4位为个位)ARCHITECTURErtlOFtrafficISBEGINPROCESS(clk,urgency)BEGINIFurgency='1'THENled<="100001";East_West<="00000000";South_North<="00000000";ELSIF(clk'EVENTANDclk='1')IF(East_West>"00110000"East_West<="00101001";South_North<="00100100";led<="100100";East_West<="00100100";South_North<="00101001”;led<="001001"; --东西亮绿灯25秒，南北亮红灯30秒ELSIF(East_West="00000000"ANDSouth_North="00000101")THENEast_West<="00000100"; --东西红绿亮25秒结束，转为5秒黄灯South_North<="00000100";led<="010001"; --东西黄灯亮5秒，南北红灯亮剩余5秒ELSIF(East_West="00000000"ANDSouth_North="00000000"ANDled=010001")THEN --东西亮黄灯5秒结束，南北亮30秒红灯结束East_West<="00101001";South_North<="00100100";led<="100100"; --东西红灯30秒，南北绿灯25秒，循环ELSIF(East_West(3DOWNTO0)=0East_West<=East_West-7;South_North<=South_North-7;ELSIF(East_West(3DOWNTO0)=0East_West<=East_West-7;South_North<=South_North-1;ELSIF(South_North(3DOWNTO0)=0South_North<=South_North-7;East_West<=East_West-1;ELSEEast_West<=East_West-1;South_North<=South_North-1;ENDIF;ENDIF;ENDPROCESS;END;ANDSouth_North(3DOWNTO0)=0)THEN--BCD码减法转换ANDSouth_North(3DOWNTO0)=0)THEN--BCD码减法转换ANDEast_West(3DOWNTO0)=0)THEN--BCD码减法转换--不满足上述特殊情况时减一仿真截图6.1VHDL源程序仿真创建VHDL语言的编程窗口，并进行保存程序截图:对源程序进行编译，为出现错误。6.1.2创建波形文件并进行仿真导入，

EnterNodesfro>SNFNode/Group:r ListType十Inputs—Registered环Outputs—Combinatorial十Groupf~MemoryBitrahf~MemoryWord环PreserveExistingNodes"ShowAllNodeNameSynonymsOKIType十Inputs—Registered环Outputs—Combinatorial十Groupf~MemoryBitrahf~MemoryWord环PreserveExistingNodes"ShowAllNodeNameSynonymsOKICancelCleartrf*MAX+plusII一f:\>ax\traffic一[Untitledl一¥avefor>Editor]13回区MAX+plusIIFileEditViewNodeAssignUtilitiesOptionsWindowHelp -51X□HO g收曷瓯屈剧囱档蜀回慕精慎俱枣畿唇窖Ref:|l27.Dns |*|，|Time:|3D4.Dns Interval:177.0ns127.0ns_ 口Name: Value: WO.Ond200.0ns 300.0ns 400.0ns 500.0ns 600.0ns 700.0ns 800.0ns 900.0nsurgency 1nJ—elkledeast_westsouth_northDXDXDX将仿真的结束时间定为65s,进行仿真;(1)、东西红，南北绿:frT*lAS+plusII-f:\>ax\traffle—[traffic,sef—TavefoemEditor]13回区MAX+plusIIFileEditViewNodeAssignUtilitiesOptionsWindowHelp -51XDHO gR岛虱屈画庶档闻回矗圈慎留忠氯套禀□□Ref:11日.44sName: Value: ¥~~一urgency 0■^―elk 0uth_north[7..0] D20-Ied5 1Ied4 0-Ied3 0■羊Ied2 1Ied1 □-E^ledu 0ast_west[7..Ll] D25l+l+lTime:|19.07sInterval:Ei3LLLImsl:1 1却m18.44s20.0s22.0e24.0s26.US 28.0s 3LI.IJS 三21~y20r^r^r^r^r^r^r^_r^r^r^r^r^r^rX19X1BX17X16X15X14X13X12W11X1°X9\0*7胞26X25《24X23X22X21X20X19X18X"X16X15X14X13X12X、V-AvailableNodes&Groups:SelectedNodes&Groups:led(0)east_west[0]south_north(0)|lpm_^dd_sub:1106|dataa[^0](0)|lpm_add_sub:110BIaddcore:adder|dataa[7llr,m_Add_^iih-11ElrlME111们〕L>勺a-业煨皿』] elk(1]south_north7(0)south_north6(0)south_north5(0)•eiil'hnnrbhilIlli勺

(2)、东西红，南北黄irjiIAX+plusII-f:\»az\traffle-[traffic,sef-Tavefor>Editor]a1xMAX+plusIIFileEditYiewNodeAssignUtilitiesOptioilsa1x□ne ck?曷瓯屈国刈档蜀函篇圈慎俱忠四套禀AsAs-n1XRef:|E.27s |g|+]Time:|HJ.97s Interval:-2.3sNwie:urgency1^-elkValue:—0-n1XRef:|E.27s |g|+]Time:|HJ.97s Interval:-2.3sNwie:urgency1^-elkValue:—063.27s□62.0s 64.0s65uth_north[7..0]D22-Ied5 0-Ied4 0-E^Ied3 1-E^Ied2 0-ledl 0-ledU 1ast_west[7..O]D17iY34X茉X夷？『X3DX29X为X27X2日Y25X24X为Y22_^_r*闵)X四X胡X27X曷X25X为*23*22X