【正文】 關(guān)。本文介紹了一個(gè)交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，模擬實(shí)現(xiàn)了紅、綠燈指揮交通的功能。VHDL(即超高速集成電路硬件描述語言)是隨著可編程邏輯器件(PLD)的發(fā)展而發(fā)展起來的一種硬件描述語言，主要用于描述數(shù)字系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、行為、功能和接口，是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過對系統(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Max PlusⅡ?qū)?yīng)用程序進(jìn)行了仿真，并給出了相應(yīng)的仿真結(jié)果。但這一技術(shù)在19世紀(jì)就已出現(xiàn)了。它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。信號燈的出現(xiàn)，使交通得以有效管制，對于疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。紅燈是禁行信號，面對紅燈的車輛必須在交叉路口的停車線后停車。交通問題在世界各國得到了普遍的重視，美國、加拿大、歐洲、日本等國在智能交通領(lǐng)域取得了很大的成績，智能交通系統(tǒng)的建設(shè)時(shí)間比較長，積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)了這些國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。每個(gè)設(shè)計(jì)人員可以充分利用軟件代碼，提高開發(fā)效率，縮短研發(fā)周期，降低研發(fā)成本，易于進(jìn)行功能擴(kuò)展，可以利用頻率計(jì)的核心技術(shù)，改造成其它產(chǎn)品。實(shí)現(xiàn)方法靈活，調(diào)試方便，修改更加容易。VHDL是一種符號，并且是簡明完全定義的語言參考手冊(LRM)。VHDL并不限制用戶使用一種描述方式。VHDL在電子設(shè)計(jì)中具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）全方位硬件描述—從系統(tǒng)到電路。 VHDL具有多層次描述系統(tǒng)硬件功能的能力。同時(shí)，與其他的硬件描述語言相比，VHDL 還具有以下特點(diǎn)：（1）VHDL具有更強(qiáng)的行為描述能力。（3）VHDL豐富的仿真語句和庫函數(shù)，使得在任何大系統(tǒng)的設(shè)計(jì)早期就能查驗(yàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能的可行性，隨時(shí)可對設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真模擬。電子系統(tǒng)利用VHDL 設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)方法有系統(tǒng)行為級描述算法，寄存器傳輸級算法和結(jié)構(gòu)級描述；VHDL源代碼是作為EDA綜合工具的輸入代碼，因此有效的VHDL建模風(fēng)格是控制綜合結(jié)果的最為有效的手段。 VHDL系統(tǒng)語言程序特點(diǎn)（1）VHDL程序結(jié)構(gòu)：一個(gè)完整的VHDL 程序通常包括實(shí)體 (Entity) 、結(jié)構(gòu)體 (Architecture) 、配置 (Configuration) 、程序包集合 (Package) 和庫 (Library)5 個(gè)部分。實(shí)體是 VHDL 的硬件抽象 , 它表示具有明確的輸入、輸出的硬件設(shè)計(jì)的一部分。對于每一個(gè)對象來說 , 它都需要具有自己的類和類型。VHDL是一種強(qiáng)類型語言，要求設(shè)計(jì)實(shí)體中的每一個(gè)常數(shù)、信號、函數(shù)以及設(shè)定的各種參量都必須具有確定的數(shù)據(jù)類型，并且相同的數(shù)據(jù)類型的量才能相互傳遞和作用。VHDL的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型有：整數(shù)（INTEGER）、實(shí)數(shù) (REAL)、位(BIT)、位矢量(BIT_VECTOR)、布爾量(BOOLEAN)、字符(CHARACTER)、字符串(SIRING)、時(shí)間(TIME)等。目前Altera已經(jīng)停止開發(fā)MaxplusII，而轉(zhuǎn)向QuartusII軟件平臺。豐富的設(shè)計(jì)庫Max+plusⅡ提供豐富的庫單元供設(shè)計(jì)者調(diào)用，其中包括74系列的全部器件和多種特殊的邏輯功能（MacroFunction）以及新型的參數(shù)化的兆功能（MageFunction）。MAX+PLUSII是最優(yōu)秀的PLD開發(fā)平臺之一，適合開發(fā)中小規(guī)模PLD/FPGA。項(xiàng)目編譯完成對設(shè)計(jì)的處理，MAX+PLUS （Compiler）。圖22即為MAX+PLUS 。見圖23數(shù)據(jù)選擇器七段譯碼器計(jì)數(shù)器24線譯碼器分頻器 EWTH EWTL SNTH SNTL CP東西及南北方向紅綠燈時(shí)間及指示 CLK圖23：CPLD模塊內(nèi)部組成以下為CPLD模塊中的一些主要程序1）紅綠燈模塊程序：library ieee。ewr,ewy,ewg:out std_logic。type rgysn is(yellow,green,red)。begin if clk39。039。139。039。 end if。039。when red=if aew=39。 aew:=39。 ewy=39。 else tlew:=tlew1。 aew:=39。 end if。 tlew:=0100。139。 thew:=thew1。 tlew:=0000。 end if。ewth=thew。2）分頻器程序：ENTITY clkdiv IS PORT(clk:IN STD_LOGIC。 SIGNAL clk_temp:STD_LOGIC。 END IF。END rtl；3）七段譯碼器：LIBRARY IEEE。END sevenv?！?WHEN 3=S=”1111001”?！?WHEN 7=S=”1110000”。END CASE。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)。20世紀(jì)70年代，最早的可編程邏輯器件PLD誕生了。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。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)。7128這塊芯片各管腳已引出，將數(shù)碼管、搶答開關(guān)、指示燈、蜂鳴器通過導(dǎo)線分別接到芯片板上，通電測試，當(dāng)搶答開關(guān)按下，對應(yīng)位的指示燈應(yīng)當(dāng)亮，答對以后，裁判給加分后，看此時(shí)數(shù)碼顯示加分結(jié)果是否正確，如發(fā)現(xiàn)有問題，可重新修改原理圖或硬件描述語言，完善設(shè)計(jì)。 家庭成員：經(jīng)過幾十年的發(fā)展，許多公司都開發(fā)出了CPLD可編程邏輯器件。 ①CPLD更適合完成各種算法和組合邏輯,FPGA更適合于完成時(shí)序邏輯。CPLD通過修改具有固定內(nèi)連電路的邏輯功能來編程,FPGA主要通過改變內(nèi)部連線的布線來編程。CPLD的編程采用E2PROM或FASTFLASH技術(shù),無需外部存儲(chǔ)器芯片,使用簡單。 　?、咴诰幊谭绞缴?CPLD主要是基于E2PROM或FLASH存儲(chǔ)器編程,編程次數(shù)可達(dá)1萬次,優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)斷電時(shí)編程信息也不丟失。 　?、郈PLD保密性好,FPGA保密性差。CPLD接收12MHz時(shí)鐘信息，多位LED用動(dòng)態(tài)掃描顯示。圖44：輸入模塊東西和南北方向的紅綠燈和數(shù)碼管的顯示見圖46。如此循環(huán)往復(fù)，如圖51所示。除了敬佩謝麗君老師的專業(yè)水平以外，她的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作，我才得以解決畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到的種種問題。參考文獻(xiàn)［1］?解惑?經(jīng)典實(shí)例?經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：:［2］潘松，：第二版. 北京:［3］:［4］：［5］CPLD簡介及MAX+PLUS II簡介參考百度文庫［6］徐志軍,:［7］居吉喬. Protel 99 SE實(shí)用教程 [M]. 北京：