【正文】 T8: STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0)。數(shù)碼管選擇 SIGNAL A : STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)。數(shù)碼管顯示值0 SIGNAL MODEL : STD_LOGIC_VECTOR(11 DOWNTO 0)。 模長信號BEGINP2:PROCESS(clr,ss2) 計(jì)數(shù)BEGIN GW=J(3 downto 0)。 SW=J(7 downto 4)。 BW=J(11 downto 8)。 IF clr=39。139。 THEN J=(others=39。039。)。 ELSIF ss239。EVENT AND ss2=39。139。 THEN IF GW=9 THEN 個位為9時加7調(diào)整 J=J+7。 IF SW=9 THEN 十位為9時加103調(diào)整 J=J+103。 END IF。 ELSE J=J+1。 END IF。END IF。END PROCESS。P3:PROCESS( CLK) 數(shù)碼管控制 BEGIN IF CLK39。EVENT AND CLK=39。139。 THEN IF CNT8010 THEN CNT8 =CNT8+1。 ELSE CNT8=(OTHERS=39。039。)。 END IF。 END IF。SEL(0)=sel0 。SEL(1)=sel1 。SEL(2)=sel2 。 CASE CNT8 IS 個、十、百分別送數(shù)碼管動態(tài)顯示 WHEN 000 = sel2=39。039。sel1=39。139。sel0=39。039。A=GW。 WHEN 001 = sel2=39。039。sel1=39。039。sel0=39。139。A=SW。 WHEN 010 = sel2=39。039。sel1=39。039。sel0=39。039。A=BW。 WHEN OTHERS =NULL。 END CASE。 END PROCESS 。 P4:PROCESS(A)七段譯碼BEGIN CASE A IS WHEN 0000 =SG=00111111。 WHEN 0001 =SG=00000110。 WHEN 0010 =SG=01011011。 WHEN 0011 =SG=01001111。 WHEN 0100 =SG=01100110。 WHEN 0101 =SG=01101101。 WHEN 0110 =SG=01111101。 WHEN 0111 =SG=00000111。 WHEN 1000 =SG=01111111。 WHEN 1001 =SG=01101111。 WHEN OTHERS=NULL。END CASE。END PROCESS。 END behav。頂層連線四、實(shí)驗(yàn)步驟 ，選擇項(xiàng)目文件夾，輸入工程名稱，添加文件（一般為空），選擇芯片型號，選擇仿真工具（一般為默認(rèn)），最后生成項(xiàng)目。，輸入設(shè)計(jì)語言，保存時要注意與工程文件名相同。如下圖：，進(jìn)行綜合編譯，如果有錯誤，折回修改。建立波形文件，導(dǎo)入結(jié)點(diǎn)，并設(shè)置好仿真結(jié)束時間，保存文件，進(jìn)行仿真設(shè)置，然后進(jìn)行波形仿真五、仿真波形分析當(dāng)檢測到‘11010‘時產(chǎn)生COUT產(chǎn)生進(jìn)位當(dāng)D_RESET（即發(fā)生器復(fù)位時）為1，將回到S0狀態(tài)，從頭開始檢測。當(dāng)G_RESET(信號發(fā)生器復(fù)位)為1，將從第一個數(shù)據(jù)開始發(fā)生特定的信號。六、硬件測試，選擇適當(dāng)?shù)囊_，保存，必須重新進(jìn)行一次全程編譯，編譯通過后才能編程下載。，用下載線將計(jì)算機(jī)并口和試驗(yàn)箱上的JTAG口接起來，接通電源。選擇Tools—Programmer菜單，打開programmer窗口。在mode中選中JTAG，將Program/Configure下的笑方框選中4在開始編程之前，必須正確設(shè)置編程硬件。點(diǎn)擊“Hardware Setup”按鈕，打開硬件設(shè)置口。點(diǎn)擊“Add Hardware”打開硬件添加窗口，在“Hardware type”下拉框中選擇“ByteBlasterMV or ByteBlaster II”，“Port”下拉框中選擇“LPT1”，點(diǎn)擊OK按鈕確認(rèn)，關(guān)閉Hardware Setup窗口，完成硬件設(shè)置。點(diǎn)擊“Start”按鈕，開始編程下載七、硬件測試結(jié)果當(dāng)檢測到‘11010‘序列時輸出結(jié)果加一，并顯示在前三位數(shù)碼管上。八、試驗(yàn)心得在開始的時候我設(shè)計(jì)序列信號檢測器時，我用的時移位寄存器產(chǎn)生和檢測序列，那樣比較簡單。后來看實(shí)驗(yàn)要求改成了狀態(tài)機(jī)的方法，這種方法更穩(wěn)定。這次是我充分認(rèn)識到在VHDL中狀態(tài)機(jī)的重要性，和其不可替代的作用。用VHDL描述的狀態(tài)機(jī)結(jié)構(gòu)分明,易讀,易懂,易排錯。相對其它時序電路而言,狀態(tài)機(jī)更加穩(wěn)定,運(yùn)行模式類似于CPU,易于實(shí)現(xiàn)順序控制等. 九、參考資料《EDA技術(shù)實(shí)用教程》 潘松 黃繼業(yè)《EDA實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》 丁杰 朱啟標(biāo) 南昌大學(xué)實(shí)驗(yàn)報告學(xué)生姓名： 邱永洪 學(xué) 號： 6100210026 專業(yè)班級：中興101班 實(shí)驗(yàn)類型：□ 驗(yàn)證 □ 綜合 √ 設(shè)計(jì) □ 創(chuàng)新 實(shí)驗(yàn)日期： 實(shí)驗(yàn)成績： 實(shí)驗(yàn)五 交通燈控制器設(shè)計(jì) 一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉EDA技術(shù)開發(fā)流程；2．熟悉Quartes II集成開發(fā)軟件的使用；了解交通燈的燃滅規(guī)律。了解交通燈控制器的工作原理。 熟悉 VHDL 語言編程，了解實(shí)際設(shè)計(jì)中的優(yōu)化方案。二、實(shí)驗(yàn)原理交通燈的顯示有很多方式，如十字路口、丁字路口等，而對于同一個路口又 有很多不同的顯示要求，比如十字路口，車輛如果只要東西和南北方向通行就很 簡單，而如果車子可以左右轉(zhuǎn)彎的通行就比較復(fù)雜，本實(shí)驗(yàn)僅針對最簡單的南北 和東西直行的情況。要完成本實(shí)驗(yàn)，首先必須了解交通路燈的燃滅規(guī)律。本實(shí)驗(yàn)需要用到實(shí)驗(yàn)箱上交通燈模塊中的發(fā)光二極管，即紅、黃、綠各三個。依人們的交通常規(guī)，“紅燈停，綠燈行，黃燈提醒”。其交通燈的燃滅規(guī)律為：初始態(tài)是兩個路口的紅燈全亮之后，東西路口的綠燈亮，南北路口的紅燈亮，東西方向通車，延時一段時間后，東西路口綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，東西路口紅燈亮，而同時南北路口的綠燈亮，南北方向開始通車，延時一段時間后，南北路口的綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，再切換到東西路口方向，重復(fù)上述過程。在實(shí)驗(yàn)中使用 8 個七段碼管中的任意兩個數(shù)碼管顯示時間。東西路和南北路的通車時間均設(shè)定為 20s。數(shù)碼管的時間總是顯示為 1117……0、118……。在顯示時間小于 3 秒的時候，通車方向的黃燈閃爍。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求一條主干道，一條鄉(xiāng)間公路。組成十字路口，要求優(yōu)先保證主干道通行。有MR（主紅）、MY（主黃）、MG（主綠）、CR(鄉(xiāng)紅)、CY（鄉(xiāng)黃）、CG（鄉(xiāng)綠）六盞交通燈需要控制；交通燈由綠→紅有4秒黃燈亮的間隔時間，由紅→綠沒有間隔時間；系統(tǒng)有MRCY、MRCG、MYCR、MGCR四個狀態(tài)；鄉(xiāng)間公路右側(cè)各埋有一個傳感器，當(dāng)有車輛通過鄉(xiāng)間公路時，發(fā)出請求信號S=1，其余時間S=0；平時系統(tǒng)停留在MGCR（主干道通行）狀態(tài)，一旦S信號有效，經(jīng)MYCR（黃燈狀態(tài)）轉(zhuǎn)入MRCG（鄉(xiāng)間公路通行）狀態(tài)，但要保證MGCR的狀態(tài)不得短于一分鐘；一旦S信號無效，系統(tǒng)脫離MRCG狀態(tài)。隨即經(jīng)MRCY（黃燈狀態(tài)）進(jìn)入MGCR狀態(tài)，即使S信號一直有效，MRCG狀態(tài)也不得長于20秒鐘。四、設(shè)計(jì)思想程序部共分為五大模塊四秒倒計(jì)時二十秒倒計(jì)時六十秒倒計(jì)時狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)數(shù)碼管選擇并分配其中有一個問題，計(jì)時時鐘和數(shù)碼管選擇不能使用一個時鐘，因?yàn)閿?shù)碼管選擇需要很高頻率的時鐘，而計(jì)時時鐘需要1HZ時鐘，因此在結(jié)構(gòu)體中還有一個進(jìn)程，用于把CLKS數(shù)碼管選擇時鐘1M分頻后得到CLK，把它用于計(jì)時時鐘。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求 當(dāng)RST有效后，系統(tǒng)處于MGCR狀態(tài) 若S一直為0，C會不斷循環(huán)60秒倒計(jì)時 若S=1且處于MGCR狀態(tài)已超過60秒，就會轉(zhuǎn)入MYCR狀態(tài)，再倒計(jì)時四秒后，就會 變?yōu)镸RCG狀態(tài) 在MRCG狀態(tài)下 若S一直1,MRCG狀態(tài)也最多持續(xù)20秒就進(jìn)入MRCY狀態(tài)，再過4秒后，就會進(jìn)入MGCR 狀態(tài)。 若S突然變?yōu)?，則立刻進(jìn)入MYCR，再過4秒進(jìn)入MGCR 總的來說，主道和從道綠燈持續(xù)時間不同，主道綠燈持續(xù)60秒，從道持續(xù)20秒，且從道的 綠燈會在S為0時失效，而主道綠燈60秒的持續(xù)時間則不會被打斷。 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如下初：mgcr b=0，a=060秒mgcr,a=0,b=1b=1,a=1 mgcr S=0S=1a=0,b=1 mycr S=0S=1, 4秒后a=0,b=0 mrcg S=1,C20 S=0,C20 S=1 C20 mrcy4秒后 4，程序及原理圖從原理圖中可以看出，程序一共分為四個模塊，分別是分頻模塊，計(jì)數(shù)模塊，顯示模塊，交通燈的亮滅控制模塊。試驗(yàn)箱產(chǎn)生的時鐘信號經(jīng)過分頻后形成秒計(jì)時信號，作為計(jì)數(shù)模塊和交通燈亮滅控制模塊的時鐘信號。而計(jì)數(shù)模塊的計(jì)數(shù)值經(jīng)過顯示模塊在數(shù)碼管上給予顯示。在交通燈的亮滅控制模塊中利用狀態(tài)機(jī)來控制燈的亮滅順序，而計(jì)數(shù)器的值也同樣影響著它。（1）、分頻LIBRARY IEEE。 USE 。USE 。ENTITY FEN ISPORT ( CLK : IN STD_LOGIC。FOUT : OUT STD_LOGIC )。END。ARCHITECTURE one OF FEN ISSIGNAL FULL : STD_LOGIC。BEGINP_REG: PROCESS(CLK)VARIABLE CNT8 : STD_LOGIC_VECTOR(9 DOWNTO 0)。 INPORTANTBEGINIF CLK39。EVENT AND CLK = 39。139。 THEN 512fenIF CNT8 = 1000000000 THEN CNT8 := 0000000000。 當(dāng)CNT8計(jì)數(shù)計(jì)滿時，輸入數(shù)據(jù)D被同步預(yù)置給計(jì)數(shù)器CNT8FULL = 39。139。 同時使溢出標(biāo)志信號FULL輸出為高電平ELSE CNT8 := CNT8 + 1。 否則繼續(xù)作加1計(jì)數(shù)FULL = 39。039。 且輸出溢出標(biāo)志信號FULL為低電平END IF。END IF。 END PROCESS P_REG 。P_DIV: PROCESS(FULL)VARIABLE CNT2 : STD_LOGIC。BEGINIF FULL39。EVENT AND FULL = 39。139。 THENCNT2 := NOT CNT2。 如果溢出標(biāo)志信號FULL為高電平，D觸發(fā)器輸出取反IF CNT2 = 39。139。 THEN FOUT = 39。139。 ELSE FOUT = 39。039。END IF。END IF。END PROCESS P_DIV 。END。（2）