基于EDA的交通信号灯电路的设计与仿真

EDA的交通信号灯电路的设计与仿真传统的交通信号灯控制电路的设计是基于中、小规模集成电路，电路元件多、焊接复杂、故障率高、可靠性低，而且控制系统的功能扩展及调试都需要硬件电路的支持，为日常维护和管理增加了难度。目前很多城市的交通信号灯还是应用传统的电路设计，一旦交通信号灯出现故障，不能及时EDA技术的交通信号灯控制电路弥补了传统设计中的缺点，通过VHDL语言编写系统控制程序，利用软件控EDA集成开发环境对交通信号灯的设计进行仿真，验证设计结果是否实现。改进后的交通信号灯电路组成元器件少，可靠性高，操作简单，实现可扩展功能。交通信号灯控制电路交通信号灯工作原理FPGA的交通信号灯控制电路主要用于甲乙两条车道汇合点形成的十字交叉路口，甲乙两车道各有一组红、黄、绿灯和倒计时显示器，用以指挥车辆和行人有序的通行。两组红绿灯分别对两个方向上的交通运行状态进行管理，红灯亮计时方式显示交通灯闪亮持续时间。为每个灯的闪亮状态设倒计时归零后，灯的状态将会改变至下一个状态。交通灯两车道的指示灯闪亮状态是相关的，每个方向的灯闪亮状态影响着另一个方向的指示灯闪亮状态，这样才能够协调两个方1“1”代表点亮，“0”代表熄灭。运行。交通信号灯电路结构11FPGA2LED以及一个紧急按✃。FPGAEP1C12Q240C8，作为系统总体控制部分;利用外接发光二极管模拟交通信号灯;2个数码管显示交通信号灯闪亮持续时间，并采用动态扫描方式。VHDL设计与仿真十字交叉路口的交通灯指挥行人和车辆的安全运行，在甲、黄灯等待”的交通规则，实现如下功能：30s;5s，才能变换运行车道;黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次;信号灯点亮时间可预置;显示。通过对电路实现功能分析，整个系统主要由分频模块、状态2clkjin分频模块分频模块主要是把基准时钟信号转换为激励信号，由于系统1kHz11kHz9991Hz3状态控制模块状态控制模块是本系统的核心模块，它的作用是根据计时赋值标志位和时钟信号，判断、调整和控制系统的工作状态，4st1st2st3和st4rayagarbybgb状态控制模块在脉冲信号作用下分别对甲乙车道的计数进1值时，在下一秒脉冲为计数器装载新的计数初值，同时改变车道的指示灯状态。当出现特殊情况时，控制按键输入禁止jin‘1’，计数器暂停计数，各方向车辆都处于禁止运行状态。各状态及特殊情况指示灯工作仿真波形如4st1ra=‘0’、ya=‘0’、ga=‘1’，即甲车道绿灯亮;rb=‘1’yb=‘0’;此时计数器3，30sst2ra=‘0’ya=‘1’ga=‘0’，即甲车道黄灯亮;rb=‘0’、yb=‘1’、gb=‘0’，即乙车道黄灯亮;，即5s。同理，当工作状态处于st330;当工st45在特殊情况jin=‘1’时，ra=‘1’，rb=‘1’，此时甲乙车道红灯都点亮，禁止各方向车辆通行，同时计数器停止计数。译码模块译码模块的作用是根据根据状态控制模块中设置的计时初管显示器实现闪烁显示功能。25onetenseg7_2one=6seg7_1“1011111”信号驱动6;当ten=0seg7_2“1111110”信号驱0。交通信号灯整体电路仿真分析交通信号灯控制电路仿真波形如图6所示。Clk=1kHz，经过分频后得到系统1stx=st1ga=‘1’，rb=‘1’，并且计数器30(qh=3，ql=0)，数码管开始倒计时显示时间，30s，乙车道红灯亮，禁止车辆通行;当工作状态stx=st2ya=‘1’，yb=‘1’，5(qh=0，;当工作状态stx=st3ra=‘1’30sstx=st4st2。如图中所示，在正常运行时出现特殊情况时，启动特殊控制开关，使禁止通行信号jin=‘1’，此时ra=‘1’，rb=‘1’，甲乙两车道都亮红灯，禁止各方向车辆运行，此时数码管停止计时并闪烁显示，当特殊状态结束后，恢复正常运行，数码管继续计时显示。结束语EDA