【正文】 摘要 I 摘要 EDA 技術(shù)的一個(gè)重要特征就是使用硬件描述語言 (HDL)來完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)文件 ， 應(yīng)用 VHDL 的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)降低了數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度 ,這在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域已得到設(shè)計(jì)者的廣泛采用 。 本設(shè)計(jì) 就 是 針對(duì)交通信號(hào)燈控制器的設(shè)計(jì)問題 ， 提出了基于 VHDL 語言的交通信號(hào)燈 系統(tǒng)的硬 件實(shí)現(xiàn)方法 。 通過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析 ，采用 了 層次化的設(shè)計(jì)方法 ， 給出了 各個(gè)模塊 的 VHDL 程序 ，并且 利用 Quartus Ⅱ?qū)?應(yīng)用 程序進(jìn)行了仿真 ， 并給出了 相應(yīng)的 仿真結(jié)果 。 通過電路優(yōu)化設(shè)計(jì) ,可以使用規(guī)模更小的可編程邏輯芯片 ,從而降低系統(tǒng)成本。 關(guān)鍵詞 ： 交通信號(hào)燈 ； VHDL； 仿真 ABSTRACT II ABSTRACT One important characteristic of the EDA is that the design documents should be pleted by the HDL, the digital circuit experiment utilized veryhighspeed integrated circuit hardware description language(VHDL) may reduce the difficulties of digital system designing, and it is widely used by electronic designer now. Aiming at the design problem of traffic light controller, this paper puts forward a hardware realization method of traffic light system with VHDL. By analyzing the architecture of system, it gives the program of each module with VHDL using hierarchical design means. It also gives the simulation results by QuartusⅡ . Optimizes the design through the electric circuit, may use the scale smaller programmable logic chip, thus reduces the system cost. Key word: Streettraffic control lights。 VHDL。 Simulation目錄 III 目錄 第 1 章 引言 ................................................................................................................. 1 第 2 章 EDA 技術(shù)概述 ................................................................................................ 2 EDA 技術(shù)及其發(fā)展 ............................................................................................ 2 EDA 與傳統(tǒng)電子設(shè)計(jì)方法的 比較 .................................................................... 2 EDA 的工程設(shè)計(jì)流程 ........................................................................................ 2 第 3 章 可編程技術(shù)簡(jiǎn)介 ............................................................................................. 4 可編程邏輯器件概述 ........................................................................................ 4 FPGA/CPLD 概述 ............................................................................................... 4 硬件描述語言介紹 ............................................................................................ 5 選擇 VHDL 硬件描述語言設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì) ........................................................... 6 軟件開發(fā)工具 Quartus II 簡(jiǎn)介 ......................................................................... 6 第 4 章 智能 交通控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ............................................................................. 8 系統(tǒng)功能分析 .................................................................................................... 8 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................................................................................... 9 系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn) ................................................................................................. 10 分頻計(jì)數(shù) 電路 .......................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 交通信號(hào)控制器 電路 .............................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 動(dòng)態(tài)數(shù)碼管掃描 電路 .............................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 .................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 建立程序包 ............................................................................................ 16 連接各個(gè)模塊 ........................................................................................ 17 狀態(tài)機(jī)的優(yōu)勢(shì) ........................................................................................ 18 仿真及仿真結(jié)果分析 結(jié)束語 ............................................................................................................................ 20 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 21 致謝 ................................................................................................................................ 22 附錄 ................................................................................................................................ 23 ..................................................................................... 23 目錄 IV ............................................................................. 25 ................................................................................. 26 ......................................................................... 28 ................................................................................. 32 外文資料原文 .................................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 翻譯文 稿 .......................................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第 1 章 引言 1 第 1章 引言 不同的城市 存在著 不同 的 城市問題，但 其中有一個(gè)共同的問題 就是 城市交通 。在交叉 路 口如何解決混合交通流中的相互影響，就是解決問題的關(guān)鍵 所在 ！隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，人民生活水平 的 日漸提高，越來越多的汽車進(jìn)入尋常百姓的家庭，再加上政府大力 地 發(fā)展公交、出租車 行業(yè) ， 道路上的 車輛越來越多，使得城市的交通成為了一個(gè)主要的問題。 嚴(yán)重的 擁堵 現(xiàn)象 ， 逐漸惡化的 城市環(huán)境 ，都給廣大市民帶來了許多困擾 。 要解決這些問題 不僅要求道路越來越寬闊，而且更需要 有新 的交通管理模式出臺(tái)。 實(shí)現(xiàn)路口交通燈系統(tǒng)的控制方法很多，可以用標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件、可編程序控制器 PLC、單片機(jī)等方案來實(shí)現(xiàn)。但是這些控制方法的功能修改及調(diào)試都需要硬件電路的支持，在一定程度上增加了功能修改及系統(tǒng)調(diào)試的困難。交通系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢(shì)就是要 提高通行能力 ， 加強(qiáng)環(huán)境保護(hù) ， 開展智能化運(yùn)輸和環(huán)保專項(xiàng)技術(shù)的研究 ，并且要做到 以人為本 ， 重點(diǎn)開展交通安全技術(shù)的研究 ，在這個(gè)過程中要確定經(jīng)濟(jì)合理的目標(biāo) ， 促進(jìn)新材料的廣泛應(yīng)用和開發(fā) 。 EDA 技術(shù)是用于電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中比較先進(jìn)的技術(shù)，可以代替設(shè)計(jì)者完成電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的大部分工作 ，而且可以直接從程序中修改錯(cuò)誤及系統(tǒng)功能而不需要硬件電路的支持，既縮短了研發(fā)周期，又大大節(jié)約了成本，受到了電子工程師的青睞。 因此，本設(shè)計(jì)中采用 EDA 技術(shù)，應(yīng)用目前廣泛應(yīng)用的 VHDL 硬件電路描述語言，實(shí)現(xiàn)交通燈系統(tǒng)控制器的設(shè)計(jì)， 利用 Quartus Ⅱ集成開發(fā)環(huán)境進(jìn)行綜合、仿真，完成系統(tǒng)的控制作用。 2 第 2章 EDA 技術(shù)概述 EDA 技術(shù)及其發(fā)展 現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心是 EDA（ Electronic Design Automation）技術(shù)。 EDA技術(shù)就是依賴功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)，在 EDA 工具軟件平臺(tái)上，對(duì)以硬件描述語 言HDL（ Hardware Description Language）為系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設(shè)計(jì)文件，它能自動(dòng)地完成邏輯編譯、邏輯化簡(jiǎn)、邏輯分割、邏輯綜合、結(jié)構(gòu)綜合（布局 布線），以及邏輯優(yōu)化和仿真測(cè)試，直至實(shí)現(xiàn)既定的電子線路系統(tǒng)功能。 EDA 技術(shù)使得設(shè)計(jì)者的工作僅限于利用軟件的方式，即利用硬件描述語言和 EDA 軟件來完成對(duì)系統(tǒng)硬件功能的實(shí)現(xiàn)。 利用 EDA 技術(shù) (特指 IES/ASIC 自動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù) )進(jìn)行電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：① 用軟件的方式設(shè)計(jì)硬件；② 用軟件方式設(shè)計(jì)的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)的開 發(fā)軟件自動(dòng)完成的；③ 設(shè)計(jì)過程中可用有關(guān)軟件進(jìn)行各種仿真；④ 系統(tǒng)可現(xiàn)場(chǎng)編程，在線升級(jí)；⑤ 整個(gè)系統(tǒng)可集成在一個(gè)芯片上，體積小、功耗低、可靠性高。因此， EDA 技術(shù)是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)的發(fā)展