【正文】 這種設(shè)計方法擺脫了電路細(xì)節(jié)的束縛，效率高、可靠性好、成本低。證明所得到的結(jié)果與要求實現(xiàn)的功能一致。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時紅燈全亮。 u3:ltout port map(en_s,clk, dxr0_s,dxg0_s,dxy0_s,dxri0_s,dxl0_s,dxpr0_s,dxpg0_s, nbr0_s,nbg0_s,nby0_s,nbri0_s,nbl0_s, nbpr0_s,nbpg0_s, tdx_s,tdxp_s,tnb_s,tnbp_s, dxr,dxg,dxy,dxri,dxl,dxpr,dxpg, nbr,nbg,nby,nbri,nbl,nbpr,nbpg, dxt,dxpt,nbt,nbpt)。 tnbl_s。 signal tdxph_s,tnbph_s:std_logic_?vector(8 downto 4)。 end ponent。 tnb:in std_logic_vector(6 downto 0)。 tnbpl:buffer std_logic_vector(3 downto 0))。 dxr0,dxg0,dxy0,dxri0,dxl0,dxpr0,dxpg0,nbr0, nbg0,nby0,nbri0,nbl0,nbpr0,nbpg0:OUT STD_LOGIC。 nbpt:out std_logic_vector(8 downto 0))。頂層 use 。clkamp。clkamp。clk)and tdxp。 else (clkamp。clkamp。 nby=not en and nby0。 dxg=not en and dxg0。 dxr,dxg,dxy,dxri,dxl,dxpr,dxpg:out std_logic。 use 。 nbpg0=light(0)。 dxpr0=light(8)。 end if。 if tnbp/=1 then 南北方向人行道計時器的值不等于1時，計時器作減法計數(shù)。 end if。 end if。 else s=s。 tdxph=dxnbprth。 tdxl=dxnbrtl。 light=10000100000110。 tnbl=dxnbltl。 tnbpl=dxnbprtl。 tdxpl=dxnbprtl。 when 1000=tnbh=dxnbrith。 tnbph=dxnbprth。 tdxph=dxnbpgth。 tnbl=dxnbgtl。 tdxpl=dxnbprtl。 tnbph=dxnbprth。 東西方向黃燈亮，人行道紅燈亮；南北方向紅燈亮，人行道紅燈亮。東西方向倒計時時間等于黃燈亮的時間，東西方向黃燈亮。 tnbl=dxnbrtl。 light=00100101000001。 tdxl=dxnbytl。 tnbl=dxnbrtl。 東西或南北方向有倒計時顯示 1s，則跳到下個狀態(tài)。 tdxph=tdxph。初始化，所有的倒計時顯示 1s。 tnbpl(3)=39。039。 tdxpl(2)=39。039。 tnbp=tnbph amp。 constant dxnbrtl:std_logic_vector(3 downto 0):=0111。設(shè)置左轉(zhuǎn)燈亮?xí)r間 20s。 constant dxnbyth:std_logic_vector(6 downto 4):=000。 signal tdxp:std_logic_vector(8 downto 0)。 tnbl:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0)。 dxr0,dxg0,dxy0,dxri0,dxl0,dxpr0,dxpg0,nbr0,nbg0,nby0,nbri0,nbl0,nbpr0,nbpg0:OUT STD_LOGIC。 END behave。 END PROCESS。 IF SPE=39。 THEN next_state=s2。 ELSE next_state=s1。 END IF。039。 功能控制模塊 USE 。 狀態(tài)控制電路的有限狀態(tài)機 SP為特殊 /正常鍵的輸入信號， SP＝ 1時表示松開， SP＝ 0時表示按下，狀態(tài)輸出只有兩個值，即正常和緊急。這一部分電路是系統(tǒng)的核心，具體實現(xiàn)可以通過設(shè)置一個狀態(tài)機，記憶正常運行時交通燈亮燈的狀態(tài)與順序依據(jù)狀態(tài)機的狀態(tài)逐次設(shè)定對應(yīng)的計數(shù)初值；計數(shù)器進行減法計數(shù)，計數(shù)至 1再減為 0時則進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換由狀態(tài)機的狀態(tài)確定輸出的交通信號燈的點亮狀態(tài)以及相應(yīng)于各狀態(tài)的剩余時間。根據(jù)交通信號燈的變換順序； (對向是同時變換的，即東西方向同時變換、南北方向同時變換 )根據(jù)圖 21有： S1：東西方向直行綠燈亮?xí)r ，位于南北方向的兩個人行道綠燈同時亮，南北方向紅燈，位于東西方向的兩個人行道紅燈； S2：東西方向黃燈亮，位于南北方向的兩個人行道綠燈亮，南北方向紅燈，位于東西方向的兩個人行道紅燈； S3：東西方向右轉(zhuǎn)燈亮，南北方向紅燈，所有人行道紅燈； S4：東西方向黃燈亮，南北方向紅燈，所有人行道紅燈； S5：東西方向左轉(zhuǎn)燈亮，南北方向紅燈，所有人行道紅燈； S6：東西方向黃燈亮，南北方向紅燈，所有人行道紅燈； S7：南北方向綠燈亮，位于東西方向的兩個人行道綠燈同時亮，東西方向紅燈，位于南北方向的兩個人行道紅燈； S8：南北方向黃燈亮，位于東西方向的兩個人行道綠燈亮，東西方向紅燈，位于南北方向的兩個人行道紅燈； S9：南北方向右轉(zhuǎn)燈亮，東西方向紅燈，所有人行道紅燈； S10：南北方向黃燈亮，東西方向紅燈，所有人行道紅燈； S11：南北方向左轉(zhuǎn)燈亮，東西方向紅燈，所有人行道紅燈； S12：南北方向黃燈亮，東西方向紅燈，所有人行道紅燈 。這種方案，由于右轉(zhuǎn)燈同綠燈同時亮，而與綠燈方向平行的人行道的綠燈也同時亮，這就造成了右轉(zhuǎn)與行人相沖突，安全性不高。紅燈亮禁止通行，綠燈亮表示該方向允許通行，黃燈則給行駛中的車輛有時間停在禁行線外，已超過禁行線的車輛有時間通過，左拐燈亮允許車輛向左拐彎，右拐燈亮允許車輛向右拐彎。典型的 “ 十 ” 字型交叉路口圖 21。交通阻塞就是實際的流量超出了網(wǎng)絡(luò)的邊或結(jié)點的最大可通行的允許量的實際表現(xiàn)。除基本交通燈功能外，還具有倒計時、時間設(shè)置以及緊急情況處理等功能； VHDL語言設(shè)計交通燈控制系統(tǒng)的方案選擇、論證及設(shè)計框圖； QuartusII軟件設(shè)計及仿真分析； CPLD/FPGA進行硬件設(shè)計與測試。 可編程器件的廣泛應(yīng)用，為數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計帶來了極大的靈活性。 這種方法由于使用的是單片機作為核 心的控制元件，使得電路的可靠性比較高，實用性強、操作簡單、擴展性強，功能也比較強大，而且可以隨時的更新系統(tǒng)，進行不同狀態(tài)的組合。 交通燈控制系統(tǒng)是數(shù)字電路的經(jīng)典問題，傳統(tǒng)的設(shè)計方法基于中、小規(guī)模集成電路進行，電路元件多、接線復(fù)雜、故障率高、可靠性低。特別是隨著城市車流量的的快速增長，城市無控制道路交叉口的交通壓力越來越大。 分析現(xiàn)代城市交通控制與管理問題的現(xiàn)狀，結(jié)合現(xiàn)代城鄉(xiāng)交通的實際情況，交通信號燈是管理交通網(wǎng)絡(luò)的最重要元素。電子設(shè)計自動化 EDA(Electronic Design Automation)技術(shù)的發(fā)展，在線可編程邏輯器件 (In system ProgramProgrammable Logic Device簡稱 ISPPLD)的出現(xiàn)，使實驗室中制作專用集成電路成為可能。這種方法所用器件少，使用靈活，也得到廣泛應(yīng)用，但是在設(shè)計和調(diào)試的過程中，也出現(xiàn)了一些問題，如工作速度較低，功能修改及調(diào)試都需要硬件電路的支持等，在一定程度上增加了功能修改及系統(tǒng)調(diào)試的困難。由于可編程器件可以通過軟件編程對硬件的結(jié)構(gòu)和工作方式 進行重構(gòu)，使得硬件的設(shè)計可以如同軟件設(shè)計那樣快捷方便。 2 交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計實現(xiàn)的功能 作為一個十字路口的交通燈控制系統(tǒng)，其東西、南北兩個方向除 了設(shè)置紅、綠、黃、右轉(zhuǎn)、左轉(zhuǎn)五盞信號指示燈是否允許通行外，還設(shè)有時鐘，以倒計時的方式顯示每條路允許通行或禁止通行的時間以及特殊狀況的處理。交通網(wǎng)絡(luò)流的最大可允許的通行量有兩個：一是路段的最大允許通行量；二是結(jié)點上的最大允許通行量。當(dāng)前普遍是采用 “ 紅黃綠 ” 色燈，根據(jù)交叉路流量的具體情況，由色燈分配通行權(quán)。 設(shè)計方案比較 方案一：在十字路口只設(shè)置紅、綠、黃三色燈。許多城市十字路口仍采用這種方案。 交通燈控制狀態(tài)表 交通燈狀態(tài)轉(zhuǎn)移表 21所列，表中 “1” 表示燈亮， “0” 表示燈滅。 INI為電路的初始化信號， EN為計數(shù)器的 “ 計數(shù) /保持 ” 控制信號。每次開關(guān)按下后都需要等待開關(guān)抬起，故狀態(tài)機共有四個狀態(tài)：正常（ S3）、保持（ S0）、緊急（ S1）、保持（ S2）。 use 。 EN=0，系統(tǒng)處于正常情況。 WHEN s1= EN=39。 否則啟動緊急情況 。 SPE=1，保持。139。 SYNCH:PROCESS(CLK) BEGIN IF CLK39。 設(shè)計說明 功能控制電路（文件名為 ），在按鈕信號 SPE和時鐘信號 CLK作用下輸出 EN信號。 tdxh:BUFFER STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 4)。倒計時顯示南北方向所亮燈剩余時間。 signal tnb:std_logic_vector(6 downto 0)。 constant dxnbytl:std_logic_vector(3 downto 0):=0100。 constant dxnbprth:std_logic_vector(8 downto 4):=10010。設(shè)置紅燈亮?xí)r間 77s。 tnbpl。 tdxl(1)=39。039。 tnbl(2)=39。039。 else if CLK39。 tdxpl=tdxpl。 case s is when 0000=tdxh=dxnbgth。南北方向倒計時時間等于紅燈亮的時間，南北方向紅燈亮。東西方向倒計時時間等于黃燈亮的時間，東西方向黃燈亮。 東 西斬向軄燈亮，人行道紅燈亮；南北方向紅燈亮，人行道綠燈亮。 tnbph=dxnbprth