【導(dǎo)讀】該設(shè)計通過用數(shù)字信號自。交通管理的自動化。在本次課程設(shè)計里，用VHDL語言為基礎(chǔ)來實現(xiàn)設(shè)計交通控制信號。燈，在QuartusII軟件完成其仿真，實現(xiàn)主干和枝干道上的紅綠燈轉(zhuǎn)換。

　　

【正文】 1 所示： 表 51 管腳綁定表 序號 TO Location I/O Bank 1 CLK PIN_152 3 2 CAR PIN_160 3 3 SEG[0] PIN_175 3 4 SEG[1] PIN_176 3 5 SEG[2] PIN_177 3 6 SEG[3] PIN_178 3 7 SEG[4] PIN_179 3 8 SEG[5] PIN_180 3 9 SEG[6] PIN_1 1 10 SEL[0] PIN_3 1 11 SEL[1] PIN_4 1 12 SEL[2] PIN_5 1 第 17 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 13 LED[0] PIN_170 3 14 LED[1] PIN_173 3 15 LED[2] PIN_174 3 16 LED[3] PIN_165 3 17 LED[4] PIN_166 3 18 LED[5] PIN_167 3 備 注： CLK 綁定時鐘 1KHZ； CAR 綁定 DK4 LED[0]綁定 LED6； 支干道紅燈 LED[1]綁定 LED7； 支干道黃燈 LED[2]綁定 LED8； 支干道綠燈 LED[3]綁定 LED1； 主干道紅燈 LED[4]綁定 LED2； 主干道黃燈 LED[5]綁定 LED3； 主干道綠燈 SEL[0]綁定 LI0； SEL[1]綁定 LI1； SEL[2]綁定 LI2。 SEG[0]綁定 G8； SEG[1]綁定 F8； SEG[2]綁定 E8； SEG[3]綁定 D8； SEG[4]綁定 C8； SEG[5]綁定 B8； SEG[6]綁定 A8。 將管腳按上圖綁定后就可以下載到實驗板上進行調(diào)試了 調(diào)試過程和結(jié)果 將程序下載到實驗 板后， CAR 置于低電平后，可以看到 LED 燈的顯示情況為主干道亮綠燈，支干道亮紅燈，主干道數(shù)碼管顯示 45 秒，支干道數(shù)碼管顯示 50 秒。但支干道有車時，把 CAR 置于高電平，可以看到主、支干道的數(shù)碼管開始倒計時；主干道倒計時結(jié)束后再進行 5 秒倒計時，并且交通燈變?yōu)辄S燈；當主干道倒計時結(jié)束后，主干道數(shù)碼管顯示 30，支干道數(shù)碼管顯示 25，主干道變?yōu)榧t燈，支干道變?yōu)榫G燈，繼續(xù)進行倒計時；支干道倒計時結(jié)束后再經(jīng)行 5 秒倒計時，交通燈變?yōu)辄S燈；支干道倒計時結(jié)束后再回到初始狀態(tài)。 從實驗板上可以看出硬件測試下的效果達到了設(shè)計的要求 ，能夠?qū)崿F(xiàn)交通信號燈控制器的基本功能。但是，由于實驗板的系統(tǒng)時鐘不穩(wěn)定，導(dǎo)致數(shù)碼管的掃描有時會出現(xiàn)閃動的現(xiàn)象，在更換了實驗板后可以看出，數(shù)碼管的掃描基本穩(wěn)定，在視覺上不會出現(xiàn)閃動的情況。或者可以將系統(tǒng)的時鐘頻率改為 2KHZ，更改分頻模塊后再進行編譯下載，這樣可以加快數(shù)碼管掃描的速度，從而達到消除視覺上閃動的現(xiàn)象。 第 18 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 6 結(jié)論 本設(shè)計采用了 VHDL 硬件描述語言文本輸入方式，在確立總體預(yù)期實現(xiàn)功能的前提下，分層次進行設(shè)計。實現(xiàn)了三種顏色交通信號燈的交替點亮，以及時間的倒計時顯示，指揮行人和車輛安全通行。程序中所用到 的數(shù)據(jù)均可以根據(jù)實際情況進行設(shè)置，修改靈活方便。通過此次設(shè)計，我對于 VHDL 硬件描述語言有了更深入地了解，也在原來所學(xué)的理論基礎(chǔ)上得到了進一步地應(yīng)用。但由于經(jīng)驗上的不足，有些地方還需要做進一步地改善，如可通過 FPGA/CPLD 開發(fā)套件驗證。 數(shù)字化時代的到來給人們的生活水平帶來了極大的改變，我們有理由相信，隨著數(shù)字化的深入，交通燈控制器的功能將日趨完善。而且， VHDL 語言對 EDA 技術(shù)產(chǎn)生的影響也是深遠的，它縮短了電子產(chǎn)品的設(shè)計周期，為設(shè)計者提供了方便。在今后的電子產(chǎn)品研究開發(fā)過程中， EDA 技術(shù)將會具有更好的 開發(fā)手段和更高的性價比，并且將擁有更為廣闊的市場應(yīng)用前景。 第 19 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 7 總結(jié)與體會 通過這次課程設(shè)計，加強了我動手、思考和解決問題的能力 .現(xiàn)在設(shè)計已經(jīng)做好了 ,自己感覺還是比較好的 ,雖然花了很多的時間 ,但學(xué)到了很多東西 .做課程設(shè)計的時候 ,自己把整個書本都看了幾遍 ,增強了自己對知識的理解 ,很多以前不是很懂的問題現(xiàn)在都已經(jīng)一一解決了 。 在課程設(shè)計的過程中 ,我想了很多種方案 ,對同一個問題都想了很多種不同的接法 ,運用不同的芯片進行了比較 ,最后還是采取了上面的方法進行連接 .從開始做課程設(shè)計那天起 ,腦中天天都想著同樣的問題 ,怎么去把 電路 和程序 弄得更加簡單 ,怎么別人更容易看懂 .但似乎時間過得真的很快 ,我用了好幾天才把它完全弄完 ,完成后 ,心里有一種說不出的高興 。在設(shè)計過程中遇到很多麻煩，但我都上網(wǎng)查資料，去圖書館找參考書，努力地去解決所遇到的問題。 這次課程設(shè)計之后 ,使我明白了 ,做任何事情都要認真仔細 ,不然的話 ,你會花更多的時間才會做好 .課程設(shè)計有利于提高我們的動手能力 ,能把我們所學(xué)的書本知識運用到實際生活中去 .同時也豐富了我們的業(yè)余生活 ,提高我們對知識的理解能力 。 第 20 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 8 謝辭 通過這 兩周 的努力，我的 課程設(shè)計 終于完成了，這意味著大學(xué) 三 年級 生 活即將結(jié)束。在 此 階段，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵是分不開的。 在本 課程設(shè)計 的 完成 過程中，我的 指導(dǎo)老 師 黃勇 老師傾注了大量的心血，從選題到開題報告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴格把關(guān)，循循善誘，在此我表示衷心感謝。同時我還要感謝在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友。 由于 時間的倉促及自身專業(yè)水平的不足，整 個課程設(shè)計 肯定存在尚未發(fā)現(xiàn)的缺點和錯誤。懇請閱讀此篇 說明書 的老師、同學(xué)，多予指正，不勝感激！ 第 21 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 9 參考 文獻 [1] 元紅妍 .電子綜合設(shè)計實驗教程（第一版） [M]， 山東：山東大學(xué)出版社， 2020 [2] 楊曉慧 .電子技術(shù) EDA 實踐教程 （第一版） [M]， 北京：國防工業(yè)出版社， 2020 [3] 王新安 .FPGA/CPLD 最新實用技術(shù)指南（ 第一版 ） [M]，北京：清華大學(xué)出版社， 2020 [4] 林明權(quán) .VHDL 數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計范例 (第一版 )[M]北京：電子工業(yè)出版社， 2020 年 [5] 黃繼業(yè) .EDA 技術(shù)實用教程 (第二版 )[M]，北京：科學(xué)出版社， 2020 年 [6] 楊恒新 .自頂向下法設(shè)計交通燈控制系統(tǒng) [J],電氣電子教學(xué)學(xué)報 ， 2020 年第四期 [7] 曾素瓊 .EDA 技術(shù)在數(shù)字電路中的探討 [J]，實驗科學(xué)與技術(shù) ， 2020 年第一期 [8] 陳賾 ． CPLD/FPGA 與 ASIC 設(shè)計實踐教程 [M]． 北京： 科學(xué)出版社 ， 2020 [9] 王金明．數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計與 Verilog HDL [M]． 北京： 電子工業(yè)出版社， 2020 [10] 謝自美．電子線路設(shè)計 .實驗 .測試 [M]． 武漢： 華中 科技 大學(xué)出版社， 2020 第 22 頁 西華大學(xué)課程設(shè)計說明書 附錄 思考題 數(shù)字管的動態(tài)和靜態(tài)顯示有什么區(qū)別？ ① 靜態(tài)顯示：系統(tǒng)在每一次顯示輸出后，能保持顯示 不變，僅僅在待顯示數(shù)字需要改變時，才更新其數(shù)字顯示器中鎖存的內(nèi)容，這種顯示占用 CPU 時間少，顯示穩(wěn)定可靠。缺點是：當顯示位數(shù)較多時，占用 I/O 較多。 ② 動態(tài)顯示： CPU需定時地對每位 LED顯示器進行掃描，每位 LED顯示器分時輪流工作，每次只能使一位 LED顯示，但由于人眼視覺暫留現(xiàn)象，仍感覺所有的 LED顯示器都同時顯示。這種顯示的優(yōu)點是使用硬件少，占用 I/O少。缺點是：占用 CPU時間長，只要不執(zhí)行顯示程序，就立刻停止顯示。 如何實現(xiàn)動態(tài)掃描顯示數(shù)碼管？ 動態(tài)數(shù)碼掃描顯示方式是利用了人眼的視覺暫留效應(yīng)，把 八個數(shù)碼管按一定順序（從左至右或從右至左）進行點亮，當點亮的頻率（即掃描頻率）不大時，我們看到的是數(shù)碼管一個個的點亮，然而，當點亮頻率足夠大時，我們看到的不再是一個一個的點亮，而是全部同時顯示（點亮），與傳統(tǒng)方式得到的視覺效果完全一樣。因此我們只要給數(shù)碼管這樣一個掃描頻率，那么就可以實現(xiàn)兩個以上的數(shù)碼管同時點亮。而這個頻率我們可以通過一個計數(shù)器來產(chǎn)生，只要計數(shù)頻率足夠大，就可以實現(xiàn)我們的要求。事實上，因為數(shù)碼管點亮不是瞬間就可以的，它也需要一定的時間，該時間與數(shù)碼管的選擇有關(guān)系。為了折中這一對矛盾，實驗中一 般可將計數(shù)頻率選擇在 100Hz 左右肯定可以滿足上述兩個要求。 動態(tài)數(shù)碼掃描顯示的硬件電路設(shè)計要求是：對共陰數(shù)碼管，將其公共端陰極接三八譯碼器的輸出，三八譯碼器的輸入為位選信號輸入；將 8 個（或更多）的數(shù)碼管的相同段接在一起，然后引出。原理圖如圖 10－ 1所示： 圖 103 動態(tài)數(shù)碼掃描顯示硬件電路原理圖