文档介绍：西北工业大学
课程设计报告
题目: 交通信号灯控制电路
学院: 航海学院
班级: 班
学生(学号):
学生(学号):
日期: 2013 年 1 月
摘要
Verilog HDL 作为一种规范的硬件描述语言,被广泛应用于数字电子系统设计。它允许设计者进行各种级别的逻辑设计,也可以进行数字逻辑系统的仿真验证、时序分析、逻辑综合操作。本文介绍了应用Verilog HDL语言自顶向下的设计方法设计交通灯控制系统,使其实现道路交通的正常运转,突出了其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性和易理解等优点。通过Quartus Ⅱ完成了程序的编写、编译与仿真,生成顶层文件后下载到芯片CycloneⅢ EP3C16F484C6芯片上,在DE0开发板上进行验证。验证结果表明,该设计可以完成交通灯控制的相关要求。
关键词:交通信号灯控制 Verilog HDL Quartus Ⅱ DE0
目录
一、课程设计目的
二、设计任务与要求
三、方案设计
四、模块设计
五、程序代码
六、开发板验证
七、遇到问题与解决办法
八、总结
九、参考文献
十、附录(管脚对应关系)
课程设计目的
设计目的:
初步了解掌握硬件描述语言,体会自顶向下的设计思想,锻炼查阅资料与知识应用的能力。
设计任务与要求
设计任务:
设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行
设计要求:
1、南北和东西方向各有一组绿、黄、红灯用于指挥交通,绿灯、黄灯和红灯的持续时间分别为20秒、5秒和25秒;
2、当有特殊情况(如消防车、救护车等)时,两个方向均为红灯亮,计时停止,当特殊情况结束后,控制器恢复原来状态,继续正常运行;
3、用两组数码管,以倒计时方式显示两个方向允许通行的时间。
方案设计
任务分析:
东西(A车道)和南北(B车道)方向各有一组绿、黄、红灯用于指挥交通(如图1、2),绿灯、黄灯和红灯的持续时间分别为 25秒、5 秒和 30 秒。
A
B
图1 十字路口交通灯模型
25s 30s 55s 60s
A方向绿灯亮黄灯亮红灯亮
B方向红灯亮绿灯亮黄灯亮
图2 计数值与交通灯亮灭的关系
如果有特殊情况发生,两个方向均亮红灯,因此,可以设计如下五个状态,其关系为:
状态
亮灯情况
车辆行驶状况
持续时间(秒)
下一状态
A车道
B车道
S0
红亮
红亮
特殊状况,两方向均禁止通行
S(?)
S1
绿亮
红亮
A方向通行,B车道禁止通行
20
S2
S2
黄亮
红亮
A车道缓行,B车道禁止通行
5
S3
S3
红亮
绿亮
A车道禁止通行,B车道通行
20
S4
S4
红亮
黄亮
A车道禁止通行,B车道缓行
5
S1
S(?)即返回暂停前一状态
正常工作特殊情况
S2
S1
S0
S3
S4
设计思想:
根据设计要求,考虑用4个模块实现:基频分频模块、60进制计数器、交通控制、分位译码显示模块。整个电路以一个50MHz的晶振为时钟源,由分频得到所需时钟1Hz。设计一个技术范围是0~59的计数器和一个根据计数值做出相应反映的计数器,并且对于计数值以两组数码管来显示,这就需要相应的译码电路。对于特殊