【正文】 成績 課 程 設(shè) 計 說 明 書課程設(shè)計名稱：EDA技術(shù)課程設(shè)計題 目：交通燈控制器的設(shè)計學(xué) 院：電氣信息學(xué)院學(xué) 生 姓 名：***專 業(yè)：測控技術(shù)與儀器學(xué) 號：***指 導(dǎo) 教 師：***日期：2010年6月18日交通燈控制器的設(shè)計摘要：本設(shè)計是基于EDA技術(shù)的交通燈控制器的設(shè)計。該設(shè)計通過用數(shù)字信號自動控制十字路口交通燈狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方法,指揮各種車輛和行人安全通行,實現(xiàn)十字路口交通管理的自動化。在本次課程設(shè)計里，用VHDL語言為基礎(chǔ)來實現(xiàn)設(shè)計交通控制信號燈，在Quartus II軟件完成其仿真，實現(xiàn)主干和枝干道上的紅綠燈轉(zhuǎn)換。關(guān)鍵詞：交通信號燈， VHDL， 仿真Abstract：This design is based on EDA technology, traffic light controller. The design with digital signal control intersections by traffic light state transition method, the mand of various vehicles and pedestrians safe passage, a crossroads of traffic management to achieve automation. In this curriculum design, the use of VHDL languagebased approach to design traffic control signal, the Quartus II software to plete the simulation, realization of the trunk and branches Road to the traffic lights change.Keywords：Streettraffic control lights， VHDL ， Simulation目錄1 緒論 1 設(shè)計背景 1 設(shè)計目標(biāo) 12 總體方案設(shè)計 2 方案比較 2 方案論證 3 方案選擇 43 EDA和可編程技術(shù)概述 5 EDA技術(shù)及其發(fā)展 5 可編程邏輯器件概述 5 硬件描述語言介紹 6 軟件開發(fā)工具Quartus II 簡介 64 單元模塊設(shè)計 7 時鐘脈沖發(fā)生電路 7 計時/倒計數(shù)電路 8 紅綠燈信號控制電路 12 建立程序包及連接模塊 145 系統(tǒng)調(diào)試 16 硬件實驗方案 16 調(diào)試過程和結(jié)果 176 結(jié)論 187 總結(jié)與體會 198 謝辭 209 參考文獻(xiàn) 21附錄 思考題 221 緒論不同的城市有不同城市的問題，但共性就是混合交通流問題。在交叉口如何解決混合交通流中的相互影響或彼此的相互影響，就是解決問題的關(guān)鍵！隨著我國城市化建設(shè)的發(fā)展，越來越多的新興城市的出現(xiàn)，使得城市的交通成為了一個主要的問題。同時隨著我國經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步發(fā)展，人民的生活水平日漸提高，越來越多的汽車進(jìn)入尋常老百姓的家庭，再加上政府大力發(fā)展的公交、出租車，車輛越來越多了。這不僅要求道路要越來越寬闊，而且要求有新的交通管理模式的出臺。舊有的交通控制系統(tǒng)的弊病和人們越來越高的要求激化了矛盾，使原來不太突出的交通問題被提上了日程?，F(xiàn)在有關(guān)部門愈來愈多的注重在交通管理中引進(jìn)自動化、智能化技術(shù)，比如“電子警察”、自適應(yīng)交通信號燈以及耗資巨大的交通指揮控制系統(tǒng)等。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，道路交通已愈來愈成為社會活動的重要組成部分。對交通的管控能力，也就從一個側(cè)面體現(xiàn)了這個國家對整個社會的管理控制能力，因此各國都很重視用各種高科技手段來強(qiáng)化對交通的管控能力。 設(shè)計背景隨著城市機(jī)動車量的不斷增加，許多大城市如北京、上海、南京等出現(xiàn)了交通超負(fù)荷運行的情況，因此，自80年代后期，這些城市紛紛修建城市高速道路，在高速道路建設(shè)完成的初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。然而，隨著交通量的快速增長和缺乏對高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。而城市高速道路在構(gòu)造上的特點，也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通道路耦合處交通狀況的制約。因此，開發(fā)一套能夠社會服務(wù)的交通燈控制器將是非常必要的，也是十分及時的。 設(shè)計目標(biāo)通過采用VHDL語言對交通燈控制器的設(shè)計,使交通燈控制電路用數(shù)字信號自動控制十字路口兩組紅、黃、綠交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方法,指揮各種車輛和行人安全通行,實現(xiàn)十字路口交通管理的自動化。綠燈亮?xí)r，準(zhǔn)許車輛通行，但轉(zhuǎn)彎的車輛不得妨礙被放行的直行車輛、行人通行， 黃燈亮?xí)r，已越過停止線的車輛可以繼續(xù)通行，紅燈亮?xí)r，禁止車輛通行。2 總體方案設(shè)計通過查閱大量相關(guān)技術(shù)資料，并結(jié)合自己的實際知識，主要提出了三種技術(shù)方案來實現(xiàn)系統(tǒng)功能。下面我將首先對這三種方案的組成框圖和實現(xiàn)原理分別進(jìn)行說明，并分析比較它們的特點，然后闡述最終選擇方案的原因。 方案比較城市路口交通信號控制系統(tǒng)大體上分為三種類型：傳統(tǒng)數(shù)字邏輯電路、可編程序控制器和單片機(jī)等方案來實現(xiàn)。具體采用哪種類型，應(yīng)根據(jù)其應(yīng)用場合及特點加以確定。 方案一用傳統(tǒng)的數(shù)字電路設(shè)計并制作，方案一原理框圖如圖21所示?？刂破鰽車道信號燈譯碼電路B車道信號燈秒脈沖信號發(fā)生器定時器圖21 傳統(tǒng)數(shù)字邏輯電路系統(tǒng)框圖系統(tǒng)主要由控制器、定時器、秒脈沖信號發(fā)生器、譯碼器、信號燈組成。其中控制器是核心部分，由它控制定時器和譯碼器的工作，秒脈沖信號發(fā)生器產(chǎn)生定時器和控制器所需的標(biāo)準(zhǔn)時鐘信號，譯碼器輸出兩條信號燈的控制信號。 方案二由軟件設(shè)置交通燈的初始時間，南北方向和東西方向通行時間，數(shù)碼管的段碼用不同的口線，東西方向的是用的P0口，南北的使用P3口，用單片機(jī)來控制各種信號燈的燃亮?xí)r間，通過單片機(jī)的P2口控制。由軟件設(shè)置交通燈的初始時間，南北方向和東西方向各25秒，數(shù)碼管的段碼用不同的口線，東西方向的是用的P0口，南北的使用P3口，用單片機(jī)來控制各種信號燈的燃亮?xí)r間，通過單片機(jī)的P2口控制。電 源信號燈AT89S52信號燈時間顯示部分震 蕩部 分復(fù) 位電 路圖22 用單片幾實現(xiàn)控制的系統(tǒng)框圖 方案三交通燈的電路由下載電路及外圍電路組成，所用到的器件有EMP7064SLC44芯片、鐘振、發(fā)光二極管、電阻和導(dǎo)線。EDA流程圖如圖23所示：CLK時鐘脈沖發(fā)生模塊記時/倒計時模塊交通燈控制轉(zhuǎn)換模塊顯示電路LED圖23用EDA技術(shù)實現(xiàn)交通燈控制器該方案采用VHDL硬件描述語言實現(xiàn)交通燈的控制電路設(shè)計。設(shè)計思路為根據(jù)交通控制器要實現(xiàn)的功能，考慮用兩個并行執(zhí)