【文章內(nèi)容簡介】 實驗儀器設(shè)備等）進(jìn)行實驗、實踐并加工處理、總結(jié)信息。 10 外文應(yīng)用 能力 能閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料、外文摘要和外文參考書目（特殊專業(yè)除外）體現(xiàn)一定的外語水平。 5 論文質(zhì)量35% 文題相符 較好地完成論文選題的目的要求。 5 寫作水平 論點鮮明；論據(jù)充分；條理清晰；語言流暢。 15 寫作規(guī)范 符合學(xué)術(shù)論文的基本要求。用語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、量 和單位、各種資料引用規(guī)范化、符合標(biāo)準(zhǔn)。 10 論文篇幅 10000 字左右。 5 實評總分 成績等級 評閱教師評審意見： 評閱教師簽名： 說明：評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，實評總分 90— 100 分記為優(yōu)秀， 80— 89 分記為良好， 70— 79分記為中等， 60— 69 分記為及格， 60 分以下記為不及格。 O 湖南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）答辯記錄表 論文題目 基于 FPGA的路燈控制系統(tǒng)的設(shè)計 作者姓名 林鵬 所屬系、專業(yè)、年級 電子工程系 電子信息工程 專業(yè) 2020 級 指導(dǎo)教師 姓名、職稱 包本剛 副教授 答 辯 會 紀(jì) 要 時間 地點 三教 517 答 辯 小 組 成 員 姓 名 職務(wù)（職稱） 姓 名 職務(wù)（職稱） 姓 名 職務(wù)（職稱） 包本剛 副教授 宮彥軍 教授 何紅松 講師 陳愛武 講師 賈竹君 副教授 游珍珍 講師 答辯中提出的主要問題及回答的簡要情況記錄： 1： 簡 要說明 路燈目前狀況 ？ 答： 點多，面廣，路燈設(shè)施陳舊且分散，燈具數(shù)量總類多，設(shè)施維修費用高；每年投入由于人工巡檢及更換燈具所產(chǎn)生的人工機具車輛等不少費用！本身路燈所下屬編制人員就少，加上每天的人工巡查工作量重，效率低，成本高，在國內(nèi)屬于路燈低級的人工管理水平。 2： 設(shè)計的系統(tǒng)不足之處在哪里？ 答：設(shè)計的系統(tǒng)只能按時開關(guān)路燈，不能隨著路況而改變路燈的開關(guān)，沒有能夠更好的做到省電節(jié)能的目的。 3：設(shè)計中遇到的最大問題 ？ 答：對于仿真軟件 QuartusII的使用不熟練，導(dǎo)致在仿真的過程中感覺比較頭疼。 不能熟 練的進(jìn)行程序的編寫。 會議主持人： 記 錄 人： 年 月 日 P 答 辯 小 組 意 見 評語： 評定等級： 負(fù)責(zé)人（簽名）： 年 月 日 系 學(xué) 位 委 員 會 意 見 評語： 論文（設(shè)計）最終評定等級： 負(fù)責(zé)人（簽名）： 系部（公章） 年 月 日 校 學(xué) 位 委 員 會 意 見 評語： 評定等級： 負(fù)責(zé)人（簽名）： 年 月 日 I 目 錄 1 緒論 .............................................................. 1 引言 ......................................................... 1 國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r ............................................ 6 本課題研究的目的 和意義 ....................................... 4 2 仿真工具的選擇與 FPGA 的簡介 ....................................... 6 仿真工具的選擇 .............................................. 6 現(xiàn)場可編輯邏輯陣列 FPGA 的簡介 ............................... 7 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與整體方框圖 ................................... 7 3 設(shè)計方案 .......................................................... 9 設(shè)計要求 ..................................................... 9 設(shè)計思路 ................................................... 10 設(shè)計方案 ................................................... 10 系統(tǒng)的工作原理 ........................................ 10 系統(tǒng)流程及設(shè)計分析 .................................... 11 系統(tǒng)單元模塊的設(shè)計 .................................... 11 4 仿真 結(jié)果分析 ..................................................... 13 分頻電路 ................................................... 15 時鐘 計數(shù)模塊 ............................................... 15 動態(tài)掃描模塊 ............................................... 16 結(jié)論 ............................................................... 17 參考文獻(xiàn) .......................................................... 18 附錄 A ............................................................. 29 致 謝 ............................................................. 27 II 基于 FPGA 的路燈控制系統(tǒng) 的 設(shè)計 摘 要 FPGA 兼容了 PLD 和通用門陣列的優(yōu)點， 可實現(xiàn)較大規(guī)模的電路，編程也很靈活 。 本設(shè)計是要基于 FPGA 實現(xiàn)一個模擬路燈控制系統(tǒng)，整個路燈控制系統(tǒng)設(shè)計分為數(shù)字電路部分和模擬電路部分 。 通過對所設(shè)計的程序進(jìn)行編譯和仿真，在 FPGA 上下載驗證，系統(tǒng)能夠完成按時開關(guān)燈，同時可根據(jù)路上光線明亮程度和移動物體狀況控制路燈開關(guān)的功能 。 當(dāng)路燈出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)還會發(fā)出故障報警并顯示故障路燈的編號 。 【關(guān)鍵詞 】 路燈 控制系統(tǒng) VHDL FPGA III The design of road lantern control system based on FPGA Abstract FPGA takes the advantages of both PLD and general gate arrays, it can realize largescale circuit and its programming is very flexible . In this paper , a simulated road lantern control system is designed based on FPGA , including two aprts , which is digital circuit part and analog circuit part .The designed program has passed piling , executing , and verifying on FPGA . The results show that the system can turn on or off the lamps on time according to the illuminatioa conditions and the statuses of moving object , and can also produce fault alarm and show the fault information when where is something wrong with the road lantern . 【 key words】 road lantern control system VHDL FPGA 1 1 緒論 引言 引言隨著城市化的進(jìn)程加快和汽車的普及， 道路狀況壓力 加劇，事故頻發(fā)，環(huán)境日益惡化， 路燈控制 己經(jīng)成為困擾全世界的嚴(yán)重問題。 交通秩序的 惡化已影響了現(xiàn)代化的城市建設(shè)和國民經(jīng)濟的發(fā)展。其 中路 燈信號是管理交通網(wǎng)絡(luò)的最重要元素，而街道各路口又是車輛通行瓶頸所在。研究車輛的通行規(guī)律，根據(jù)實際情況制定相應(yīng)的通行規(guī)則對緩解交通阻塞，提高路口車輛通行的效率具有非常重要的現(xiàn)實意義。本文就是通過對城市 道路 的控制情況進(jìn)行分析，找出共同的特征和規(guī)律，并用邏輯控制的思想制定相應(yīng)的交通規(guī)則，以保證各路口車輛的順利通行 [1]。 邏輯控制中引入了語言敘述的 “ 系統(tǒng)陳述 ” 最基本的方法。實際上是試圖將 “ 系統(tǒng)陳述 ” 從自然語言對系統(tǒng)的描述中解放出來，從而形成突出邏輯規(guī)律的可運算的 符號設(shè)計方法。接近人類思維本身而便于復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計和電路設(shè)計。將邏輯控制用于 路 燈 系統(tǒng) 的控制中，用語言的方式將控制規(guī)則陳述出來，其過程簡單易懂。 20 世紀(jì)末，數(shù)字電子技術(shù)飛速發(fā)展，有力地推動和促進(jìn)了社會生產(chǎn)力的發(fā)展和社會信息化的提高，數(shù)字電子技術(shù)經(jīng)滲透到人類生活的各個方面。從計算機到手機，從數(shù)字電話到數(shù)字電視，從家用電器到軍用設(shè)備，從工業(yè)自動化航天技術(shù)，都盡可能采用了數(shù)字電子技術(shù)。現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的核心是 EDA 技術(shù)。 EDA 電子設(shè)計自動化技術(shù)就是以計算機為工具，在 EDA 軟件平臺上，對硬件語言 HDL 為 系統(tǒng)邏輯描述手段完成的設(shè)計文件，自動的完成邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯綜合及優(yōu)化、邏輯仿真，直至對特定目標(biāo)芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作文本選用的開發(fā)工具為 Altera 公司的 Quartusll[2]。 EDA 的仿真測試技術(shù)只需要通過計算機就能對所設(shè)計的電子系統(tǒng)從各種不同層次的系統(tǒng)性能特點完成一系列準(zhǔn)確的測試與仿真操作，大大提高了大規(guī)模系統(tǒng)電子設(shè)計的自動化程度。利用硬件描述語言如 VHDL 的優(yōu)勢即可以直接從程序中修改錯誤及系統(tǒng)功能而不需要硬件電路的支持。 實現(xiàn) 路燈 系統(tǒng)的控制方法很多可以用標(biāo)準(zhǔn)邏輯器 件可編程控制器 PLC單片機等方案來實現(xiàn)。 但是這些控制方法的功能修改及調(diào)試都需要硬件電路的支持在一定程度上增加了功能修改及系統(tǒng)調(diào)試的困難。因此在設(shè)計中采用 EDA 技術(shù)應(yīng)用目前廣泛應(yīng)用的 Verilog HDL 硬件電路描述語言實現(xiàn) 路 2 燈 系 統(tǒng) 控 制 器 的 設(shè) 計 利 用 Xilinx 公司的 和 軟件集成開發(fā)環(huán)境進(jìn)行綜合、仿真并下載到 FPGA 中完成系統(tǒng)的控制作用 [3]。將 EDA 技術(shù)用于智能 路燈控制上 ，可對 城市道路 的各種變化情況進(jìn)行一一地編程、測試與分析，從而完成 對整個 路 燈系統(tǒng)設(shè)計。EDA 技術(shù)的實現(xiàn)，極大地提高了設(shè)計效率，縮短了設(shè)計周期，節(jié)省了設(shè)計成本。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 實現(xiàn) 路 燈系統(tǒng)控制的方法很多，可以用標(biāo)準(zhǔn)邏輯器件、可編程控制器 PLC、單片機等方案來實現(xiàn)。使用單片機則利用 89C51 為控制核心來實現(xiàn)路燈 智能控制，只能執(zhí)行定時算法，以 RSZ 犯或者 RS485 作為通一訊方式 PLC 多半與模糊控制相結(jié)合，設(shè)計出模糊控制器但是這些控制方法的功能修改都需要硬件電路的支持，在一定程度上增加了設(shè)計難度。在國外幾個先進(jìn)的國家已經(jīng)采用智能方式來控制交通信號，其中 主要運用 GPS 全球定位系統(tǒng)等，但相對來說成本較高。不適合國內(nèi)目前的發(fā)展?fàn)顩r。但隨著