【正文】 讓我認識自己能力，找準自己的不足點，加強相關(guān)點的學(xué)習和認知。 也就是說此時一條直行道路可以通車，另一條直行道路將被禁止通車，整個狀態(tài)維持 60s。 實物模型演示方法 該模擬平臺只要給其 通上電 源后 ， 系統(tǒng)開發(fā)板會自動啟動在一個計算周期內(nèi) ， 該交通控制指揮系統(tǒng)有四種運行模式 ， 包括 S0、 SS S3 四個不同的狀態(tài) 。 end else 基于 FPGA的交通燈設(shè)計 22 tb=tb+39。 end else if(start_countb==139。 end case。 when 4 = L=100。 下一狀態(tài)的紅燈 case t is – 顯示時間 when 0 = L=000。 ew_secondH:=0。 該程序由 7 個進程組成，進程 P1 和 P2 將 8Hz 標準信號分頻后產(chǎn)生 1 秒信號 (carry)， 進程 P1 和 P2 進程 P P4 和 P5 進程 構(gòu)成兩個帶有預(yù)置數(shù)功能的十進制計數(shù)器，其中 P4 產(chǎn)生允許十位計數(shù)器計數(shù)的控制信號 (en)。 事實上，在 Quartus II 開發(fā)平臺目前的運用已經(jīng)十分的普遍，在很多領(lǐng)域隨著 FPGA 編程的普及，不可避免的運用到了相關(guān)的Quartus II 開發(fā)平臺，因為該平臺操作相對比較簡單，而且也比較容易理解 ，學(xué)起來也比較快，操作更加順手。 交通燈信號計時顯示部分，是 按照相關(guān) 輸入的 STATUS 信號， 產(chǎn)生相應(yīng)的指示燈的信號，其直接可以控制交通燈的點亮或熄滅， 在 指示燈信號顯示 電路 程序 測試 真結(jié)果 中 ， 不難發(fā)現(xiàn)， STATUS 是一種 輸入信號，而它 是必須按照 狀態(tài)控制模塊產(chǎn)生的 脈沖 信號 ，即 STATUS 信號，一種六種狀態(tài)，依次為 000（ S1）、 001(S2)、 010(S3)、011(S4)、 100(S5)、 101(S6)； EW_LRGY（ 8 位）是東西方向上交通信號燈的狀態(tài)， SN_LRGY（ 8 位）是南北方向上交通信號燈的狀態(tài)，依次為左轉(zhuǎn)、紅、綠、黃，對應(yīng)著 EW_LRGY、 SN_LRGY 的前四位，‘ 1’表示點亮，‘ 0’表示熄滅，后四位均為 0，表示四個燈的陰極接負極。 根據(jù)設(shè)計 需求 和 該 系統(tǒng) 必須 所具有功能，并參考相關(guān)的文獻資料經(jīng) 現(xiàn)在的 方案設(shè)計畫出十字路 智能 口交通燈控制系統(tǒng)框圖 如下圖所示 ， 這也是本次設(shè)計的總體方案 ，框圖如下圖 所示： 基于 FPGA的交通燈設(shè)計 12 圖 系統(tǒng)的框圖 原理圖設(shè)計 的時間顯示 以及信號燈 切換 電路 的設(shè)計原理如下圖所示 ，如下圖 所示為顯示電路 部分， CLK 時鐘分頻模塊 交通燈控制及計時模塊 掃描顯示模塊 LED顯示 數(shù)碼管位碼 數(shù)碼管段碼 基于 FPGA的交通燈設(shè)計 13 圖 顯示以及信號燈電路 如圖所示，本文的交通燈的顯示和指示 燈電路，就是由圖 相同的四個電路構(gòu)成，分別指示四個路口的交通情況。 基于 FPGA的交通燈設(shè)計 8 步驟一：啟動 AD 軟件，如下圖 ： 圖 AD 啟動界面 步驟 二：在啟動后的界面如下圖 所示： 基于 FPGA的交通燈設(shè)計 9 圖 步驟三：如圖 所示，在打開的界面中，打開菜單中選擇 File—project— PCB Project，即可創(chuàng)建一個工程項目 。 基于 FPGA的交通燈設(shè)計 7 2 硬件設(shè)計 硬件開發(fā)環(huán)境介 在本次畢業(yè)設(shè)計中，筆者的硬件開發(fā)環(huán)境是 AD14，即 Altium Designer 14 硬件開發(fā)環(huán)境。 FPGA 采用高速的CHMOS 工藝，功耗低，性能強， 可直接與 CMOS 和 TTL 電平兼容。 交通燈控制電路將 會自動控制十字路口的交通燈的切換，安全的指揮各種車輛以及行人通過，真正的實現(xiàn)城鄉(xiāng)交通的自能化管基于 FPGA的交通燈設(shè)計 6 理。也就是說本設(shè)計采用了簡化的 FPGA IO 引腳電平是 +，而不提供給用戶 Cyclone IV 其它不同電平標準的 I/O 電平選擇方式。 PCB 板是采用四層板設(shè)計，板子的性能以及穩(wěn)定性相當可靠。 當 對一個設(shè)計實體定義了外部界面后， 在處理外部界面時， 一旦其內(nèi)部開發(fā)完成后，內(nèi)部的文件就能夠被其他設(shè)計使用， 其他的設(shè)計就可以直接調(diào)用這個實體。 FPGA/CPLD 芯片中還包含多種功能，比如輸入工具，這樣大大方便了用戶將程序輸入的步驟，還有仿真工具，以及版圖設(shè)計工具等多種功能，多種功能的集合 ，大大的方便了設(shè)計人員，有了這些功能，設(shè)計人員就能夠快速的完成電路及程序的輸入以及調(diào)試。 利用 EDA 技術(shù)和 FPGA 方法來實現(xiàn)交通燈的設(shè)計，非常的復(fù)合目前的需求，具有設(shè)計周期短，效果穩(wěn)定，維護方便以及運用簡單等諸多特點 。那么如何能夠快速指揮和疏導(dǎo)交通，規(guī)范和約束行人和車輛的行為，構(gòu)建一個合理規(guī)范的交通秩序 ，是目前的當務(wù)之急。 PLC 是一個封閉的結(jié)構(gòu)，所以不同 PLC 控制器的兼容性較差 ， 而且不同的 PLC 在程序設(shè)計上也存在著差異。 目前實現(xiàn)交通燈控制有很多方案 ， 比如采用 PLC[1]（可編程序控制器）、標準邏輯器件、 51 單片機 [2]等方案來 進行開發(fā)。本文采用 QuartusII 軟件 進行開發(fā) ， 運用 自頂向下 的 新型設(shè)計 方法 。以前用到的大多數(shù)交通燈的控制系統(tǒng)都是采用單片機或者 PLC 進行設(shè)計開發(fā)的 。 EDA 工具 是一種十分重要的 VHDL 語言開發(fā)工具 ， 它是一款能夠?qū)υO(shè)計過程中任何一個環(huán)節(jié)或者階段進行計算機模擬的強大工具 ，因而，該工具能夠 確保 準確的設(shè)計 ， 減少設(shè)計周期 ， 大大降低成本 。 附 件 1 部分程序源代碼 .................................. 錯誤 !未定義書簽。雖然 基于單片機的交通燈控制系統(tǒng)具有運行穩(wěn)定，功能較多，靈活性比較好等優(yōu)勢，但是任然存在許多問題?；?FPGA的交通燈設(shè)計 2 1 緒論 論文研究背景及意義 現(xiàn)在城市發(fā)展迅速，然而城市的交通問題卻越來越嚴重。 為了確保路口行人與車輛能夠合理、有序、安全和快速的通過相關(guān)區(qū)域，采用交 通信號燈來進行指揮和疏導(dǎo)交通情況，將大大降低事故發(fā)生的幾率以及確保交通通暢，人車有序通過。 況且，每個 FPGA/CPLD 芯片都有質(zhì)量保證，因為每塊 芯片在出廠之前都做過測試，測試結(jié)果達標才能投入市場，因此，設(shè)計人員完全不需要承擔任何風險，設(shè)計人員只需要完成自己的設(shè)計，通過軟硬件完成設(shè)計的最終步驟。 VHDL 主要用于描述 數(shù)字系統(tǒng) 的結(jié)構(gòu)，行為，功能和接口。 FPGA 的所有引腳均是通過兩個 40Pin 的 標準排針接口引出，引腳的大小符合國際標準，并與國際流行的 DE2 開發(fā)板上的擴展接口管腳兼容，因此假如有先有的擴展卡，都可以拿來使用。通過 U2： 的 LDO 芯片出來將會到 的電壓。交通燈指示告訴我們， 綠燈亮時，準許車輛通行，但轉(zhuǎn)彎的車輛不得妨礙被放行的直行車輛、行人通行；黃燈亮時，已越過停止線的車輛可以繼續(xù)通行；紅燈亮時，禁止車輛通行。 FPGA 的內(nèi)部有著豐富的觸發(fā)器和 I/O 引腳。其中每個方向有左轉(zhuǎn)燈、紅燈、綠燈和黃燈，共四盞。 Altium Designer 不僅擁有強大的 PCB 設(shè)計能力，而且還有強大的邏輯仿真分析能力，是一款特別適合初學(xué)者使用的 PCB 繪制軟件?？梢杂肰HDL 語言合理設(shè)計系統(tǒng)功能，使紅黃綠左轉(zhuǎn)燈的轉(zhuǎn)換有一個準確的時間間隔和轉(zhuǎn)換順序 。 由于采用的 FPGA 芯片的時鐘頻率是50MHz，需要將其分頻為 1Hz。 比如支持 Synplify pro、 Lenoardo Specturn 以及 Modelsem 等第三方 EDA 工具來完成設(shè)計任務(wù)和仿真 。 3. 編程完畢后，就開始進行編譯程序進行調(diào)試 。 ew_secondH:=2。 下一狀態(tài)的紅燈 when others = ew_state=ew_red。 dled=X00。 dled=display(sn_secondH)。d2。d1。 實現(xiàn)紅黃綠燈的 智能控制和管理系統(tǒng)的廣泛運用 是 目前現(xiàn)代城市構(gòu)建智能交通 指揮疏導(dǎo)系統(tǒng)的重要研究課題 。 當直行方向允許通車后 ， WE 將被置高 ， 系統(tǒng)被切換值 S4 模式 ， 同樣 S4 狀態(tài) 解除 后 ， 系統(tǒng) 切換至S1 模式 。因為硬件芯片 I/O 口數(shù)量 實在無法滿足相關(guān)需求 ，在 硬件測試過程中不得不刪除了 一部分軟件 調(diào)試 中的功能， 比如 由三行道改為了雙行道 ， 但是這并不意味著該系統(tǒng)