【正文】 cb3=tmp(3)。 end convert_display。 begin if clkin39。 timl。 th:=th1。 end if。 gb=39。 //tl 減 1； end if。039。 gb=39。 end if。039。 state:=red； //jin 為高電平時(shí)，所有紅燈點(diǎn)亮，其它燈處于熄滅狀態(tài)； end if。 //定義 std_logic 數(shù)據(jù)類型的變量 v,b，分別定義為倒計(jì)時(shí)開始 /結(jié)束，整個(gè)交通系統(tǒng)的特殊 /非特殊狀態(tài) 。特殊功能信號(hào)包括輸入信號(hào) jin1 和 jin2。 Quartus平臺(tái)與 Cadence、 ExemplarLogic、 MentorGraphics、 Synopsys 和 Synplicity 等 EDA供應(yīng)商的開發(fā)工具相兼容。當(dāng)硬件電路的設(shè)計(jì)描述完成以后 ,VHDL 語言允許采用多種不同的器件結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。 其次，這次設(shè)計(jì)選用 VHDL 硬件描述語言的優(yōu)勢(shì)就在于傳統(tǒng)的用原理圖設(shè)計(jì)電路的方法具有直觀形象的優(yōu)點(diǎn)，但如果所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的規(guī)模比較大，或者設(shè)計(jì)軟件不能提供設(shè)計(jì)者所需的庫單元時(shí)，這種方法就顯得很受限制了。 設(shè)計(jì)者只需寫出源程序，而挑選電路方案的工作有 EDA 軟件自動(dòng)完成，最西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 終的電路優(yōu)化程度往往取決于綜合軟件的技術(shù)水平和器件支持能力。一旦在后續(xù)工作中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)人員往往需要修改 VHDL 描述，然后再重新進(jìn)行綜合，優(yōu)化和裝配（或布局布線）等后續(xù)操作，如此反復(fù)，將會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間。 ⑵ 具有良好的可讀性，既容易被計(jì)算機(jī)接受，也容易被讀者了解。 這里以搶答器為例講一下它的設(shè)計(jì)（裝修）流程，即芯片的設(shè)計(jì)流程。該控制器能夠自動(dòng)控制十字路口交通燈狀態(tài)的改變和同一狀態(tài)保持的時(shí)間，從而保證車輛及行人的安全通過，并且對(duì)特殊狀況進(jìn)行適當(dāng)處理。 隨著交通狀況的日益惡化，西方發(fā)達(dá)國(guó)家普遍開展了關(guān)于智能交通系統(tǒng)共用信息平臺(tái)的研究、建設(shè)。在燈的腳下，一名手 持長(zhǎng)桿的警察隨心所欲地牽動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)換提燈的顏色。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。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) 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 摘 要 當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)自動(dòng)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)。城市交通控制系統(tǒng)是用于城市交通數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、交通信號(hào)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。后來在信號(hào)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。一方面，西方發(fā)達(dá)國(guó)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(duì)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(guó)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)?？刂破髦饕捎?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(duì)設(shè)計(jì)程序進(jìn)行編譯和仿真。 CPLD的工作大部分是在電腦上完成的。 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。因此，設(shè)計(jì)人員常常在完成編碼后采用仿真器對(duì) 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。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。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。 ⑸ 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。改進(jìn) 了軟件 的 LogicLock 模塊設(shè)計(jì)功能 ，增添 了FastFit 編譯選項(xiàng)，推進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)編輯性能，而且提升了調(diào)試能力。當(dāng)兩者皆為高電平時(shí)，各路口均顯示紅燈狀態(tài)并且倒計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器停止計(jì)算。 variable th,tl:std_logic_vector(3 downto 0)。 if jin=39。 then //由東向西綠燈的描述； th:=0010。 else th:=0000。039。 then //由東轉(zhuǎn)南綠燈的描述； th:=0010。 else 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） th:=0000。039。 when red=if v=39。 else tl:=tl1。 //經(jīng)過 δ 延時(shí)后， a=timh amp。event and clkin=39。 architecture convert_display_arc of convert_display is //開始結(jié)構(gòu)體說明； begin process(a) //當(dāng)輸入 a 發(fā)生變化時(shí)，程序開始執(zhí)行； variable tmp:std_logic_vector(6 downto 0)。 cb4=tmp(4)。 cb2=tmp(2)。 //輸入信號(hào) a 為 4 位的 std_logic_vector 數(shù)據(jù)類型； cb0,cb1,cb2,cb3,cb4,cb5,cb6:out std_logic)。 //定義一個(gè) std_logic 變量 v,當(dāng)為高電平時(shí) v=1，低電平時(shí) v=0,v 隨 clkin 輸入后的信號(hào)變化而變化，最終等于輸出信號(hào) clkout。 //經(jīng)過 δ 延時(shí)后， timh=th,timl=tl； a=timh amp。 else if not(th=0000 and tl=0001) then if tl=0000 then tl:=1001。 //計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)，此時(shí)十位為 0，個(gè)位為 4，即 5S，直到本次計(jì)時(shí)結(jié)束，只有由東轉(zhuǎn)南的黃燈點(diǎn)亮，其余保持熄滅狀態(tài)；期間當(dāng)計(jì)時(shí)器的個(gè)位一直自減 1；當(dāng)此次計(jì)時(shí)結(jié)束，即十位和個(gè)位都顯示 0 時(shí)，下次計(jì)時(shí)開始，道路東口的紅燈點(diǎn)交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 亮； end if。139。 else tl:=tl1。 when greenb=if v=39。139。 else tl:=tl1。 //clk 處于上升沿，開始提供輸入信號(hào)時(shí)，若清零沒有激活，則由東向西的綠燈開始點(diǎn)亮，開始倒計(jì)時(shí)，設(shè)定剩余時(shí)間為 25S；此為道路東口西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 交通燈的初始狀態(tài)； else //開始描述道路東口的交通燈循環(huán)； case state is when greena=if v=39。139。 variable v,b:std_logic。當(dāng)兩者皆為高電平時(shí)，實(shí)現(xiàn)總體清零功能。該平臺(tái)支持一個(gè) 工作組環(huán)境 下的設(shè)計(jì)要求，其中包括支持基于 Inter 的協(xié)作設(shè)計(jì)。這樣做的好處是可以使設(shè)計(jì)人員集中精力進(jìn)行電路設(shè)計(jì)的優(yōu)化 , 而不需要考慮其他的問題。是EDA 設(shè)計(jì)中使用最多的語言之一，它具有很強(qiáng)的電路描述和建模能力，能從多個(gè)層次對(duì)數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行建模和描述，從而大大地簡(jiǎn)化了硬件 設(shè)計(jì)任務(wù)，提高了設(shè)計(jì)效率和可靠性。 另外， 采用行為描述方式設(shè)計(jì)電路，可以降低設(shè)計(jì)難度，只需表示輸入輸出之間的關(guān)系，沒 有設(shè)計(jì)任何有關(guān)的電路組成和門級(jí)電路。 程序仿真 在設(shè)計(jì)流程中，綜合，優(yōu)化和 裝配（或布局布線）等后續(xù)操作往往需要花費(fèi)大量時(shí)間。在 VHDL 語言中，設(shè)計(jì)的原始描述 可以非常簡(jiǎn)練，經(jīng)過層層加強(qiáng)后 ，最終可成為直接付諸生產(chǎn)的電路或版圖參數(shù)描述。 CPLD 器件已成為電子產(chǎn)品不可缺少的組成部分，它的設(shè)計(jì)和應(yīng)用成為電子工程師必備的一種技能。 本課題 設(shè)計(jì)了 一個(gè)基于 CPLD 可編程邏輯器件的交通燈控制器。智能交通系統(tǒng)是將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效的集成運(yùn)用于整個(gè)地面交通管理系統(tǒng)而建立的一種在大范圍內(nèi)、全方西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 位發(fā)揮作用的， 實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。哈特設(shè)計(jì)、制造的燈柱高 7 米，身上掛著一盞紅、綠兩色的提燈 煤氣交通信號(hào)燈，這是城市街道的第一盞 信號(hào)燈 。 隨著城市化進(jìn)程的大大加快，誘發(fā)的交通需求急劇增長(zhǎng)，供需矛盾不斷激化，嚴(yán)重的交通問題也隨之而來。因此，一個(gè)好的交通燈控制系統(tǒng)，將給道路擁擠、違章控制等方面給予技術(shù)革新。十字路口車輛穿梭，行人熙攘，車行車道，人行人道，有條不紊，這一切要?dú)w功于城市交通控制系統(tǒng)中的交通燈控制系統(tǒng)。不幸的是只面世 23 天的煤氣燈突然爆炸自滅，使一位正在值勤的警察也因此斷送了性命。然而，在提供良好的交通信息服務(wù)的背后，必定要有功能強(qiáng)大、信息資源豐富的 ITS 共用信息平臺(tái)作為支撐。 該控制系統(tǒng)主要包括控制模塊，分頻模塊和譯碼顯示模塊，會(huì)在下前言 面進(jìn)行詳細(xì)闡述。打開集成開發(fā)軟件（ Altera 公司 Max+pluxII）→ 畫原理圖，寫硬件描述語言（ VHDL， Verilog） → 編譯 → 給出邏輯電路的輸入本文研究平臺(tái)簡(jiǎn)介 激勵(lì)信號(hào)，進(jìn)行仿真，查看邏輯輸出結(jié)果是否正確 → 進(jìn)行管腳輸出，輸出鎖定 →生成代碼 → 通過下載電纜將代碼傳送并存儲(chǔ)在 CPLD 芯片中。一個(gè)大規(guī)模的設(shè)計(jì)不可能由一個(gè)人獨(dú)立完成，必須由多人共同承擔(dān)， VHDL 為設(shè)計(jì)的分解和設(shè)計(jì)的再利用提供可有力的支持。 ，優(yōu)化和裝配（或布局布線） 綜合是指將較高層次的抽象描述轉(zhuǎn)化到較低級(jí)別抽象的一種方法，簡(jiǎn)單的說，就是 將設(shè)計(jì)的描述轉(zhuǎn)化成底層電路表示。 如果設(shè)計(jì)結(jié)果不能滿足資源占有率的要求，則應(yīng)改變描述方式。利用硬件描述語言來設(shè)計(jì)電路，使探測(cè)各種設(shè)計(jì)方案變成一件很容易的事，因?yàn)橹恍枰獙?duì)描述語言進(jìn)行修改，這比更改電本文研究平臺(tái)簡(jiǎn)介 路原理圖要容易實(shí)現(xiàn)得多。在設(shè)計(jì)過程中 , 設(shè)計(jì)人員可以建立各種可再次利用的模塊 , 一個(gè)大規(guī)模的硬件電路的設(shè)計(jì)不可能從門級(jí)電路開始一步步地進(jìn)行設(shè)計(jì) , 而是一些模塊的累加。 本文研究平臺(tái)簡(jiǎn)介 西安交通大學(xué)城市學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 三 章 交通燈系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 紅綠燈交通信號(hào)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。外部信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的高頻信號(hào)脈沖經(jīng)分頻器分頻產(chǎn)生信號(hào) clk 和 clkin。 //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(hào)， tl 為倒計(jì)數(shù)值秒數(shù)個(gè)位變化控制信號(hào)； variable a: std_logic_vector(3 downto 0)。039。 tl:=0100。 tl:=0000。 r=39。 tl:=0100。 tl:=0000。 r=39。039。 end if。 timl。139。 //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。 cb5=tmp(5)。 cb1=tmp(1)。 //庫說明；