【正文】 。 when 1000=tmp:=1111111。 when 0100=tmp:=1100110。//定義一個(gè)7位的std_logic_vector數(shù)據(jù)類型變量tmp； begin case a is when 0000=tmp:=0111111。 //庫說明；entity convert_display is //實(shí)體說明；port(a:in std_logic_vector(3 downto 0)。end fenpin_arc 譯碼顯示模塊將計(jì)數(shù)模塊輸出的BCD碼譯成相應(yīng)的7段數(shù)碼驅(qū)動值，從而控制東西、南北方向的數(shù)碼管，使其顯示交通燈的倒計(jì)時(shí)間。 //i加1； end if。139。 //定義一個(gè)整數(shù)變量i，由于時(shí)鐘5000分頻，占空比為1：1，所以兩分頻為0 to 2499 和2499 to 0； variable v:std_logic。 //庫說明；entity fenpin is //實(shí)體說明； port(clkin:in std_logic。 分頻模塊該模塊的功能是將時(shí)鐘5000分頻，得到占空比為1：1的方波，用于緊急情況時(shí)的倒計(jì)時(shí)閃爍。 timl。 timl=tl。 道路東口的一次循環(huán)結(jié)束； end case。039。 end if。039。039。139。039。 state:=red。 else th:=0000。 else if not(th=0000 and tl=0001) then if tl=0000 then tl:=1001。 r=39。 y=39。 then //由東轉(zhuǎn)南的黃燈的描述； th:=0000。 //計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，此時(shí)十位為2，個(gè)位為4，直到本次計(jì)時(shí)結(jié)束，只有由東轉(zhuǎn)南的綠燈點(diǎn)亮，其余保持熄滅狀態(tài)；期間當(dāng)計(jì)時(shí)器的十位不為0和個(gè)位不為1時(shí)，若個(gè)位循環(huán)到0時(shí)，則個(gè)位自動變?yōu)?，十位自減1，繼續(xù)循環(huán)，否則個(gè)位一直自減1；當(dāng)此次計(jì)時(shí)結(jié)束，即十位和各位均顯示0時(shí)，下次計(jì)時(shí)開始，由東轉(zhuǎn)南的黃燈開始點(diǎn)亮； end if。 tl:=0000。 th:=th1。039。139。 tl:=0100。 end if。 v:=39。 else tl:=tl1。 r=39。 y=39。 then //東西向黃燈的描述； th:=0000。 ///計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，此時(shí)十位為2，個(gè)位為4，即25S，直到本次計(jì)時(shí)結(jié)束，只有g(shù)a輸出信號，由東向西的綠燈點(diǎn)亮，其他的保持熄滅狀態(tài)；期間當(dāng)計(jì)時(shí)器的十位不為0和個(gè)位不為1時(shí)，若個(gè)位循環(huán)到0時(shí)，則個(gè)位自動變?yōu)?，十位自減1，繼續(xù)循環(huán)，否則個(gè)位一直自減1；當(dāng)此次計(jì)時(shí)結(jié)束，即十位和各位均顯示0時(shí)，下次計(jì)時(shí)開始，東西向的黃燈開始點(diǎn)亮； end if。 tl:=0000。 th:=th1。039。139。 tl:=0100。039。 then state:=greena。event and clk=39。039。 r=39。 y=39。 then b:=39。 //定義4位std_logic_vector數(shù)據(jù)類型變量th,tl，th為倒計(jì)數(shù)值秒數(shù)十位變化控制信號，tl為倒計(jì)數(shù)值秒數(shù)個(gè)位變化控制信號； variable a: std_logic_vector(3 downto 0)。//定義5種交通燈狀態(tài)，分別為由東向西方向的綠燈，東西方向的黃燈，由東轉(zhuǎn)南的綠燈，由東轉(zhuǎn)南的黃燈，道路東口的紅燈； begin process(jin,clear,clk) //當(dāng)jin,clear,clk發(fā)生變化時(shí)開始執(zhí)行進(jìn)程語句。//定義輸出信號r,y,ga,gb分別控制東西方向主干道的紅燈亮，黃燈亮，主干道東向西行駛的綠燈亮和向南行駛的綠燈亮； timh,timl:out std_logic_vector(3 downto 0))。use 。外部信號發(fā)生器產(chǎn)生的高頻信號脈沖經(jīng)分頻器分頻產(chǎn)生信號clk和clkin。輸入信號有清零信號clear1,clear2。 設(shè)計(jì)思想：表31交通燈轉(zhuǎn)換規(guī)律的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表狀態(tài)主干道東主干道西支干道北支干道南時(shí)間1綠燈 亮綠燈 亮紅燈亮紅燈亮25s2黃燈亮黃燈亮紅燈亮紅燈亮 5s3綠燈 亮綠燈 亮紅燈亮紅燈亮 25s4黃燈亮黃燈亮紅燈亮 紅燈亮 5s5紅燈亮紅燈亮綠燈 亮綠燈 亮 25s6紅燈亮紅燈亮黃燈亮黃燈亮 5s7紅燈亮紅燈亮綠燈 亮綠燈 亮25s8紅燈亮紅燈亮黃燈亮黃燈亮 5s由狀態(tài)轉(zhuǎn)換表可以看出，主干道東西的交通燈狀態(tài)相同且支干道南北的交通燈狀態(tài)轉(zhuǎn)換也相同，這樣只需控制主干道一路和支干道一路的交通燈的狀態(tài)轉(zhuǎn)換就可以達(dá)到控制整個(gè)交通燈狀態(tài)轉(zhuǎn)換的功能。⑵能實(shí)現(xiàn)正常的倒計(jì)時(shí)顯示功能。交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第三章 交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 紅綠燈交通信號系統(tǒng)功能描述在十字路口，每條道路各有一組紅、黃、綠燈和倒計(jì)時(shí)顯示器。Altera的Quartus II可編程邏輯軟件屬于第四代PLD開發(fā)平臺。Altera Quartus II 作為一種可編程邏輯的設(shè)計(jì)環(huán)境, 由于其強(qiáng)大的設(shè)計(jì)能力和直觀易用的接口，越來越受到數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的歡迎。 II design 是最高級和復(fù)雜的，用于systemonaprogrammablechip (SOPC)的設(shè)計(jì)環(huán)境?！　、?VHDL 語言程序易于共享和復(fù)用　　VHDL 語言采用基于庫 ( library) 的設(shè)計(jì)方法?！　、?VHDL 語言具有很強(qiáng)的移植能力　　VHDL 語言很強(qiáng)的移植能力主要體現(xiàn)在: 對于同一個(gè)硬件電路的 VHDL 語言描述 , 它可以從一個(gè)模擬器移植到另一個(gè)模擬器上、從一個(gè)綜合器移植到另一個(gè)綜合器上或者從一個(gè)工作平臺移植到另一個(gè)工作平臺上去執(zhí)行?！　、?VHDL 語言具有強(qiáng)大的硬件描述能力　　VHDL 語言具有多層次的電路設(shè)計(jì)描述功能，既可描述系統(tǒng)級電路 , 也可以描述門級電路；描述方式既可以采用行為描述、寄存器傳輸描述或者結(jié)構(gòu)描述，也可以采用三者的混合描述方式。同時(shí), 它還具有多層次的電路設(shè)計(jì)描述功能。而且用原理圖表示的設(shè)計(jì)，通用性、可移植性也比較弱，所以在現(xiàn)代的設(shè)計(jì)中，越來越多地采用了基于硬件描述語言的設(shè)計(jì)方式。 選擇VHDL硬件描述語言設(shè)計(jì)的優(yōu)勢首先，簡單地介紹一下什么是VHDL硬件描述語言。結(jié)構(gòu)化描述是使用元件例化語句或生成語句，完成元件互連的描述。VHDL的RTL描述方式類似于布爾方程，可以描述時(shí)序電路，也可以描述組合電路。當(dāng)電路的規(guī)模較大或需要描述復(fù)雜邏輯關(guān)系時(shí)，應(yīng)首先考慮用行為描述方式設(shè)計(jì)電路。一般來說，采用行為描述方式的VHDL程序主要用于系統(tǒng)教學(xué)模型的仿真或系統(tǒng)工作原理的仿真。通常，裝配后的仿真稱作后仿真。幾乎所有的高級VHDL綜合工具都可以使用約束條件對設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。因此，設(shè)計(jì)人員常常在完成編碼后采用仿真器對VHDL設(shè)計(jì)描述進(jìn)行仿真（有時(shí)稱作前仿真），這樣可以提早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，節(jié)省時(shí)間，縮短開發(fā)周期。模塊劃分是設(shè)計(jì)過程中一個(gè)非常重要的步驟模塊劃分的好壞直接影響最終的電路設(shè)計(jì)，因此設(shè)計(jì)人員在這一步應(yīng)該花費(fèi)一定的時(shí)間，從而保證模塊劃分的最優(yōu)化。設(shè)計(jì)規(guī)范的定義相當(dāng)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案。⑸有豐富的軟件支持VHDL的綜合和仿真，從而能在設(shè)計(jì)階段就能發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，縮短設(shè)計(jì)時(shí)間，降低成本。⑶支持大規(guī)模設(shè)計(jì)的分解和已有設(shè)計(jì)的再利用。除了含有許多具有硬件特征的語句外，VHDL的語言形式，描述風(fēng)格和句法等與一般的計(jì)算機(jī)高級語言十分類似?？梢钥吹皆揅PLD的84個(gè)管腳，大部分都是I/O口，接線時(shí)只需要注意電源、接地、時(shí)鐘等特殊管腳即可，其他的輸入輸出信號可以接入任意I/O口。可容納各種各樣、獨(dú)立的組合邏輯和時(shí)序邏輯函數(shù)。CPLD的工作大部分是在電腦上完成的。 CPLD的特點(diǎn)及其使用CPLD具有編程靈活、集成度高、設(shè)計(jì)開發(fā)周期短、適用范圍寬、開發(fā)工具先進(jìn)、設(shè)計(jì)制造成本低、對設(shè)計(jì)者的硬件經(jīng)驗(yàn)要求低、標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品無需測試、保密性強(qiáng)、價(jià)格大眾化等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的電路設(shè)計(jì)，因此被廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品的原型設(shè)計(jì)和產(chǎn)品生產(chǎn)(一般在10,000件以下)之中。20世紀(jì)70年代，最早的可編程邏輯器件PLD誕生了。其基本設(shè)計(jì)方法是借助集成開發(fā)軟件平臺，用原理圖、硬件描述語言等方法，生成相應(yīng)的目標(biāo)文件，通過下載電纜（“在系統(tǒng)”編程）將代碼傳送到目標(biāo)芯片中，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的數(shù)字系統(tǒng)。控制器主要采用EDA技術(shù)，通過VHDL硬件電路描述語言實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能，并使用Quartus II對設(shè)計(jì)程序進(jìn)行編譯和仿真。通過文獻(xiàn)研究，提出基于CPLD的交通燈控制器的設(shè)計(jì)要求；通過實(shí)踐研究，驗(yàn)證本課題所實(shí)現(xiàn)的功能是否與理論要求相一致。多學(xué)科綜合集成ITS共用信息平臺。 為此，國家科技部提出了建設(shè)城市交通ITS共用信息平臺的構(gòu)想，在此基礎(chǔ)上廣泛開展關(guān)于交通綜合信息的研究和應(yīng)用。一方面，西方發(fā)達(dá)國家開展了許多關(guān)于部門間信息共享、以及公有－私有關(guān)系的專項(xiàng)研究，從法規(guī)、政策、機(jī)制等方面對部門間信息共享給予了一定的保障；另一方面，西方發(fā)達(dá)國家的ITS建設(shè)已經(jīng)發(fā)展到一定程度，普遍開展了較高層次的交通信息服務(wù)。基于CPLD所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有速度更快、體積更小、功耗更小等特點(diǎn)，改變了傳統(tǒng)交通燈不穩(wěn)定和不利于擴(kuò)展的缺點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用?；氐剿奚幔磸?fù)琢磨，終于想到在紅、綠燈中間再加上一個(gè)黃色信號燈，提醒人們注意危險(xiǎn)。稍后又在紐約和芝加哥等城市，相繼重新出現(xiàn)了交通信號燈。后來在信號燈的中心裝上煤氣燈罩，它的前面有兩塊紅、綠玻璃交替遮擋。其中，著紅裝的女人表示我已結(jié)婚，而著綠裝的女人則是未婚者。對交通的管控能力，也就從側(cè)面體現(xiàn)了這個(gè)國家對整個(gè)社會的管理控制能力，因此我們國家越來越重視運(yùn)用各種高科技手段來加強(qiáng)對交通的管控能力，這不僅是衡量城市交通管理水平的標(biāo)志，更是城市交通發(fā)展的重要目標(biāo)。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。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測、交通信號燈控制與交通疏導(dǎo)的計(jì)算機(jī)綜合管理系統(tǒng)，它是現(xiàn)代城市交通監(jiān)控指揮系統(tǒng)中最重要的組成部分。 資料顯示，對日本東京268個(gè)主要交叉路口的調(diào)查估計(jì)表明：每年在交叉路口的時(shí)間延誤，折成經(jīng)濟(jì)報(bào)失為20億美元；而在我國北京市，當(dāng)早晚交通高峰時(shí)，交叉路口處的排隊(duì)長度竟達(dá)1000多米，有的阻車車隊(duì)從一個(gè)交叉路口延伸到另一個(gè)交叉路口，這時(shí)一輛車為通過一交叉路口，往往需要半個(gè)小時(shí)以上，時(shí)間損失相當(dāng)可觀。通過對系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，采用自頂向下的層次化設(shè)計(jì)方法，分別給出了用于控制交通燈明滅和倒計(jì)時(shí)功能的控制模塊，用于緊急情況的分頻模塊，以及控制各個(gè)方向數(shù)碼管的譯碼顯示模塊，最終形成用于自動控制十字路口的交通燈和計(jì)時(shí)器的交通燈控制器。本文介紹的是基于EDA技術(shù)設(shè)計(jì)交通燈系統(tǒng)的一種方案。摘要 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 題 目 基于CPLD的交通燈控制器設(shè)計(jì) 摘 要當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)自動化時(shí)代，交通燈控制等很多行業(yè)的設(shè)備都與計(jì)算機(jī)密切相關(guān)。本文介紹了一個(gè)交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)利用VHDL語言來實(shí)現(xiàn)交通燈控制器。城市中交通擁擠、堵塞現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，由此造成巨大的經(jīng)濟(jì)與時(shí)間損失。人、車、路三者關(guān)系的協(xié)調(diào)，已成為交通管理部門需要解決的重要問題之一。在交叉路口如何解決混合交通流中的相互影響，就是解決城市交通問題的關(guān)鍵所在！隨著我國經(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)，城市交通問題日益嚴(yán)重。經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，使道路交通成為社會活動的重要組成部分。19世紀(jì)初，在英國中部的約克城，紅、綠裝分別代表女性的不同身份。在燈的腳下，一名手持長桿的警察隨心所欲地牽動皮帶轉(zhuǎn)換提燈的顏色。直到1914年，在美國的克利夫蘭市才率先恢復(fù)了紅