【正文】 PLC的應(yīng)用 ................................................... 3 EDA 的概述 ................................................... 5 EDA 的特點(diǎn) ................................................... 5 EDA 的應(yīng)用 ................................................... 6 第二章 交通信號(hào)燈的 PLC控制線路設(shè)計(jì) ................................. 7 控制要求 .................................................... 7 控制時(shí)序 .................................................... 7 硬件及外圍元器件 ............................................ 8 正常時(shí)序控制梯型圖和指令表 .................................. 9 第三章 利用 EDA技術(shù)實(shí)現(xiàn)交通信號(hào)燈控制 .............................. 14 交通系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) ......................................... 14 選擇 VHDL 硬件描述語言設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì) ............................ 14 紅綠燈交通信號(hào)系統(tǒng)功能描述 ................................. 14 紅綠燈交通信號(hào)系統(tǒng)的 VHDL 模塊 .............................. 15 時(shí)鐘脈沖發(fā)生電路 ...................................... 15 計(jì)數(shù)秒數(shù)選擇電路 ...................................... 15 倒計(jì)時(shí)控制電路 ........................................ 17 紅綠燈信號(hào)控制電路 .................................... 20 建立程序包 ............................................ 21 連接各個(gè)模塊 .......................................... 22 程序 .................................................... 22 得到仿真結(jié)果 ................................................ 25 第四章 設(shè)計(jì)總結(jié) .................................................... 26 謝 辭 ............................................................. 28 參考文獻(xiàn) ........................................................... 29 基于 PLC 與 EDA 的交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì) 1 前 言 傳統(tǒng)數(shù)字電子技術(shù)的設(shè)計(jì)問題，一般是用若干計(jì)數(shù)器、邏輯門、觸發(fā)器等構(gòu)成電路，元件眾多，結(jié)果是電路中的接線多、故障率增加、可靠性降低。 當(dāng)啟動(dòng)開關(guān)合上后，東西綠燈亮 20s 后閃爍 3s 滅，黃燈亮 2s 滅；紅燈亮25s，綠燈亮??循環(huán)；對(duì)應(yīng)東西綠黃燈亮?xí)r南北紅燈亮 20s，接著綠燈亮 20s后閃爍 3 秒；黃燈亮 2s 后，紅 燈又亮??循環(huán)。 PLC 采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器件來完成，大部分繼電器和繁雜連線被軟件程序所取代，故壽命長，可靠性大大提高，從實(shí)際使用情況來看， PLC 控制系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間一般可達(dá) 4～ 5萬小時(shí)。大多數(shù) PLC 的編程均提供了常用的梯形圖方式和面向工業(yè)控制的簡(jiǎn)單指令方式。目前，世界上有 200 多個(gè)廠家生產(chǎn) 300 多種 PLC 產(chǎn)品，應(yīng)用在汽車（ 23%）、糧食加工（ %）、化學(xué) /制藥（ %）、金屬 /礦山（ %）、紙漿 /造紙（ %）等行業(yè)。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。 5 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。在電子技術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，可編程邏輯器件的應(yīng)用，已得到廣泛的普及，這些器件為數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來了極大的靈活性。目前 EDA技術(shù)已在各大公司、企事業(yè)單位和科研教學(xué)部門廣泛使用。 （ 2）與傳統(tǒng)的基于電路板的設(shè)計(jì)方法不同， EDA 技術(shù)是基于芯片的設(shè)計(jì)方法。價(jià)格便宜，功能齊全，比起其他 PLC 有著速度、邏輯、定位等優(yōu)越之處。如果信號(hào)燈的功率較大，一個(gè)輸出繼電器不能帶動(dòng)兩只信號(hào)燈，可以采用一個(gè)輸出點(diǎn)驅(qū)動(dòng)一只信號(hào)燈，也可以采用輸出繼電器先帶動(dòng)中間繼電器，再由中間繼電器驅(qū)動(dòng)信號(hào)燈。軟件方面包括：（ 1）電路合成模塊的概念：將交通燈信號(hào)系統(tǒng)劃分成若干個(gè)小電路，編寫每一個(gè)模塊的 VHDL 程序代碼，并將各個(gè)小電路相連接。 圖 31 計(jì)數(shù)秒數(shù)選擇電路模塊圖 系統(tǒng)輸入信號(hào)： clk：由外部信號(hào)發(fā)生器提供 1kHZ 的時(shí)鐘信號(hào)； reset： 系統(tǒng)內(nèi)部自復(fù)位信號(hào)； ena_scan：接收由時(shí)鐘發(fā)生電路提供的 250Hz 的時(shí)鐘脈沖信號(hào)； 基于 PLC 與 EDA 的交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì) 16 recount：接收由交通燈信號(hào)控制電路產(chǎn)生的重新計(jì)數(shù)的使能控制信號(hào)； sign_state：接收由交通燈信號(hào)控制電路產(chǎn)生的狀態(tài)信號(hào)。東西方向綠燈設(shè)定為 25s。139。139。 sign_state=“011” 時(shí)，東西方向紅燈亮 15s。 在這段程序的設(shè)計(jì)中用到了 conv_std_logic_vector(value,n)語句，它的用法就是將已經(jīng)定義的數(shù)值 (value)轉(zhuǎn)換成 n 位 (bit)的表示方法。所以， hld3 倒計(jì)時(shí)控制 電路 (見圖 33)最主要的功能就是負(fù)責(zé)接收 hld2 電路輸出的值，然后將其轉(zhuǎn)換成 BCD 碼，并利用發(fā)光二極管顯示出來，讓車輛行人能夠清楚地知道再過多久信號(hào)燈就會(huì)發(fā)生變化。當(dāng) reset=1，則將 t_ff 與 led清零。) then t_ff=load1。 when 2=led(24 downto 0)=1110000000000000000000000。由圖可知 led 是 25 位的系統(tǒng)輸出信號(hào)，負(fù)責(zé)控制發(fā)光二極管的輸出，所以 25 位的輸出信號(hào)可以分成七組控制發(fā)光二極管的顯示，其中“ 1”為點(diǎn)亮，“ 0”為熄滅。因此，可以設(shè)計(jì)一個(gè)子程序來滿足程序設(shè)計(jì)的需求。 USE 。 BEGIN IF(CLK39。時(shí) S清零 ELSIF EN=39。 EN=39。039。039。EN:=39。 ELSIF(SB AND(NOT SM))=39。039。039。039。 ELSE STATE=B。MY=39。BG=39。039。039。 ELSE STATE=C。MY=39。BG=39。CLR:=39。 基于 PLC 與 EDA 的交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì) 25 交通控制器仿真波形圖 基于 PLC 與 EDA 的交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì) 26 第 四 章 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅把知識(shí)融會(huì)貫通，而且豐富了大腦，同時(shí)在查找資料的過程中也了解了許多課外知識(shí)，開拓了視野，認(rèn)識(shí)了將來電子的發(fā)展方向，使自己在專業(yè)知識(shí)方面和動(dòng)手能力方面有了質(zhì)的飛躍。自己要學(xué)習(xí)的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會(huì)，什么東西都懂，有點(diǎn)眼高手低。而且大大提高了動(dòng)手的能力，使我充分體會(huì)到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅 。所幸我沒有被失敗擊垮。 QA9wkxFyeQ^! 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STATE=A。MG=39。139。039。CLR:=39。 IF(SM AND SB)=39。MG=39。139。039。139。CLR:=39。 THEN 人工智能控制 ,當(dāng)輸入 SM=39。 ELSE STATE=A。139。139。CLR=39。THEN S:=S。139。定義輸入（位），也可以使用 STD_LOGIC MR,MY,MG,BR,BY,BG:OUT BIT)。)就是要使用 IEEE 設(shè)計(jì)好的庫文件，但如果需要使用的元器件并不在庫中時(shí)，就只能自己定義了。但為了配合高峰時(shí)段，防止交通擁擠，有時(shí)還必須使用手動(dòng)控制，即讓交通警察自行指揮交通。 ?? when 23=led(24 downto 0)=111111111