【正文】 目錄 .................................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 ........................................................................................................................2 ....................................................................................................................... 2 系統(tǒng)構(gòu)成 ............................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程 .................................................................................................... 3 4 具體模塊設(shè)計(jì) ................................................................................................................ 4 、控制電路 ........................................................................................................... 4 、輸出顯示電路 .................................................................................................... 5 ....................................................................................................................... 5 控制電路代碼 ..................................................................................................... 5 、輸出顯示電路代碼 ............................................................................................. 6 .......................................................................................................... 12 、調(diào)試方法 ......................................................................................................... 12 、各模塊程序的調(diào)試 ........................................................................................... 12 7. 解說語 ....................................................................................................................... 13 ..................................................................................................................... 13 1 近年來，隨著汽車數(shù)量的猛增，我國各個(gè)城市的城市交通正面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)，交通問題的日益嚴(yán)重，其主要表現(xiàn)如下：交通事故頻發(fā)，對(duì)人類生命安全造成極大威脅，每年因交通事故傷亡人數(shù)增加迅速；交通擁擠嚴(yán)重導(dǎo)致出行時(shí)間增加等。日常的交通堵塞成為人們司空見慣而不得忍受的問題。 結(jié)合這種的背景，結(jié)合我國道路交通的實(shí)際情況，并發(fā)出真正適合我們特點(diǎn)的智能信號(hào)燈控制系統(tǒng)已經(jīng)成為當(dāng)前的主要任務(wù)，和諧的城市交通具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義，城市交通是城市經(jīng)濟(jì)的命脈，是衡量一個(gè)城市文明進(jìn)步的標(biāo)志，對(duì)于城市的發(fā)展和人民生活水平的提高有著十分重要的 作用。交叉口是道路通行能力的瓶頸和交通阻塞及事故的多發(fā)地。 希望這次課題的實(shí)現(xiàn)能夠或多或少的解決交通這個(gè)問題，盡可能的解決因交通引起的各項(xiàng)問題。全面熟悉、掌握 VHDL 語言基本知識(shí)，掌握利用 VHDL 語言對(duì)常用的的組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路編程，把編程和實(shí)際結(jié)合起來，熟悉編制和調(diào)試程序的技巧，掌握分析結(jié)果的若干有效方法，進(jìn)一步提高上機(jī)動(dòng)手能力，培養(yǎng)使用設(shè)計(jì)綜合電路的能力，養(yǎng)成提供文檔資料的習(xí)慣和規(guī)范編程的思想。 2 設(shè)計(jì)一個(gè)主干道和支干道十字路口的交通燈控制電路，要求如下： 所要設(shè)計(jì)的十字路口交通燈控制電路要能夠使南北方向有左轉(zhuǎn)、直行各三個(gè)燈（紅、黃、綠），東西方向有左轉(zhuǎn)、直行各三個(gè)燈（紅、黃、綠），三個(gè)燈能夠按順序依次亮滅。而且要求綠燈亮轉(zhuǎn)黃燈亮然后其他時(shí)間為紅燈，紅燈亮可以直接轉(zhuǎn)綠燈。還要求三種燈的點(diǎn)亮?xí)r間能夠以倒計(jì)時(shí)的形式顯示出來?？梢杂?VHDL語言合理設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能，使紅黃綠燈的轉(zhuǎn)換有一個(gè)準(zhǔn)確的時(shí)間間隔和轉(zhuǎn)換順序。 系統(tǒng)構(gòu)成 根據(jù)設(shè)計(jì)要求和系統(tǒng)所具有功能，并參考相關(guān)的文獻(xiàn) 資料經(jīng)行方案設(shè)計(jì)畫出如下所示的十字路口交通燈控制器系統(tǒng)框圖，及為設(shè)計(jì)的總體方案，框圖如下圖所示 3 圖 系統(tǒng)的框圖 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)過程 1 時(shí)間脈沖可以直接賦予得到。 2 10s、 5s、 40s、 30s 定時(shí)信號(hào)用倒計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)起始信號(hào)由控制流程電路給出，每當(dāng)計(jì)滿所需時(shí)間，即向控制電路輸出“時(shí)間到”的信號(hào)，并使計(jì)數(shù)器清零，由控制電路啟、閉三色信號(hào)燈。 3 主控電路是核心，這是一個(gè)時(shí)序電路，其輸入信號(hào)為東西、南北方向： 10s、 5s、 40s、 30s定時(shí)信號(hào)，其輸出狀態(tài)控制相應(yīng)的三色燈。 4 三種燈轉(zhuǎn)換狀態(tài)表： CLK 交通燈控制及計(jì)時(shí)模塊 掃描顯示模塊 LED 顯示 4 時(shí)間 |S 10 5 40 5 10 5 30 5 東西左轉(zhuǎn) 綠 黃 紅 紅 紅 紅 紅 紅 東西直行 紅 紅 綠 黃 紅 紅 紅 紅 南北左轉(zhuǎn) 紅 紅 紅 紅 綠 黃 紅 紅 南北直行 紅 紅 紅 紅 紅 紅 綠 黃 4 具體模塊設(shè)計(jì) 、控制電路 流程控制器的作用是根據(jù)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值控制各方向上發(fā)光二極管的亮、滅，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到達(dá)，狀態(tài)控制器就響應(yīng)，自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到下一個(gè)狀態(tài)。此外，當(dāng)檢測(cè)到特殊情況（ urgen =‘ 1’）發(fā)生時(shí)，無條件點(diǎn)亮紅燈的二極管（急救燈按下 urgen =39。139。，則東西南北都亮紅燈，在這種狀態(tài)下原來的狀態(tài)必須保持，即東西南北方向定時(shí)時(shí)間保持不變。急救燈未按下或者按下后恢復(fù)，則繼續(xù)計(jì)時(shí)（計(jì)時(shí)通過計(jì)數(shù)器 count），同時(shí)恢復(fù)東西南北原來燈的狀態(tài)）。具體實(shí)物模塊如圖 ： 圖 控制器模塊 5 、輸出顯示電路 根據(jù)狀態(tài)控制器所控制的狀態(tài)和計(jì)數(shù)器的計(jì)時(shí)時(shí)間，選擇當(dāng)前狀態(tài)下的顯示器，使顯示器輸出當(dāng)前狀態(tài)下的數(shù)碼管亮、滅指令，其中數(shù)碼管的顯示采用動(dòng)態(tài)掃描顯示。具體實(shí)物模塊如圖： 圖 譯碼顯示電路模塊 控制電路 LIBRARY IEEE。 USE 。 USE 。 ENTITY ledcontrol IS PORT( reset,clk,urgen : IN STD_LOGIC。 6 state : OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0)。 sub,set1,set2,set3,set4 : OUT STD_LOGIC)。 END ledcontrol。 ARCHITECTURE a OF ledcontrol IS SIGNAL count : STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0)。 SIGNAL subtemp: STD_LOGIC。 BEGIN sub=subtemp AND (NOT clk) 。 將電平型信號(hào)變?yōu)槊}沖型，即高電平時(shí)輸出一個(gè)脈沖 statelabel: PROCESS (reset,clk) BEGIN IF reset=39。139。 THEN ――系統(tǒng)復(fù)位 count=0000000。 state=000。 set2=39。139。set4=39。139。 ELSIF clk39。event AND clk=39。139。 THEN IF urgen=39。039。 THEN count=count+1。subtemp=39。139。ELSE subtemp=39。039。END IF。――經(jīng)過脈沖電平變換后，使得正常狀態(tài)時(shí)，正常減計(jì)數(shù)，緊急狀態(tài)下停止計(jì)數(shù) IF count=0 then state=000。set1=39。139。set2=39。139。set3=39。139。set4=39。139。 ELSIF count=10 then state=001。set1=39。139。 ELSIF count=15 THEN state=010。set1=39。139。set2=39。139。 ELSIF count=55 THEN state=011。set2=39。139。 ELSIF count=60 THEN state=100。set2=39。139。set3=39。139。 elsif count=70 THEN state=101。set3=39。139。 elsif count=75 THEN state=110。set3=39。139。set4=39。139。 elsif count=105 THEN state=111。set4=39。139。 7 ELSIF count=110 THEN count=0000000。 ELSE set1=39。039。 set2=39。039。set3=39。039。set4=39。039。END IF。 END IF。 ――控制流程 END PROCESS statelabel。 END a。 、輸出顯示電路 LIBRARY IEEE。 USE 。 ENTITY suocunqi IS PORT(D1,D2,D3,D4:IN STD_LOGIC。 輸入端口定義 4 個(gè)變量 CLK,CLR:IN STD_LOGIC。 Q1,Q2,Q3,Q4,ALM:OUT STD_LOGIC)。 END suocunqi。 ARCHITECTURE suocunqi_mk OF suocunqi IS BEGIN PROCESS(CLK) BEGIN IF CLR=39。039。THEN Q1=39。039。 Q2=39。039。 Q3=39。039。 Q4=39。039。 ALM=39。039。 ELSIF CLK39。EVENT AND CLK=39。139。THEN 檢測(cè)為高電平，則有人搶答 Q1=D1。 Q2=D2。 Q3=D3。 8 Q4=D4。 ALM=39。139。 END IF。 END PROCESS。 END suocunqi_mk。程序?qū)崿F(xiàn)如下： LIBRARY IEEE。 USE 。 USE 。 ENTITY ledshow IS PORT(c