【正文】 /Global Project Device Option,Assign/Global Logic Synthesis)⑤保存并檢查源文件(File/project/Save amp。 Check)⑥指定管腳(Max+plusⅡ/Floorplan Editor)⑦保存和編譯源文件(File/project/Save amp。 Compile)⑧生成波形文件(Max+plusⅡ/Waveform Editor)⑨仿真(Max+plusⅡ/Simulator)⑩下載配置(Max+plusⅡ/Programmer)圖 編譯主控界面 16 / 283 智能交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計及主要功能模塊設(shè)計與仿真 智能交通燈系統(tǒng)設(shè)計要求所設(shè)計的交通信號燈控制電路，主要適用于在兩條干道匯合點形成的十字交叉路口，路口設(shè)計兩組紅綠燈分別對兩個方向上的交通運行狀態(tài)進行管理。交通燈的持續(xù)閃亮時間由鍵盤輸入控制。燈亮時序如圖 所示，當 B 方向的紅燈亮時，A 方向?qū)G燈亮，由綠燈轉(zhuǎn)換成紅燈的過渡階段黃燈亮，即 B 方向紅燈亮的時間等于 A 方向綠燈和黃燈亮的時間之和。同理，當 A 方向的紅燈變亮時，B 方向的交通燈也遵循此規(guī)則。各干道上安裝有數(shù)碼管，以倒計時的形式顯示本道各信號燈閃亮的時間。當出現(xiàn)特殊情況時，各方向上均亮紅燈，倒計時停止。特殊運行狀態(tài)結(jié)束后，控制器恢復原來的狀態(tài)，繼續(xù)運行。 智能交通燈系統(tǒng)整體設(shè)計整個系統(tǒng)設(shè)計如圖 所示，該系統(tǒng)主要由計數(shù)模塊、控制模塊、分頻模塊、分位模塊以及顯示電路構(gòu)成。其中分頻模塊主要將系統(tǒng)輸入的基準時鐘信號轉(zhuǎn)換為 1 Hz 的激勵信號，驅(qū)動計數(shù)模塊和控制模塊工作?？刂颇K根據(jù)計數(shù)器的計數(shù)情況對交通燈的亮滅及持續(xù)時間進行控制，并通過分位電路將燈亮時間以倒計時的形式通過數(shù)碼管顯示出黃燈亮A 方向綠燈亮B 方向0紅燈亮Key紅燈亮綠燈亮 黃燈亮圖 交通燈閃亮時序圖 17 / 28來。圖中 Reset 是復位信號，高電平有效，可以實現(xiàn)對計數(shù)器的異步清零。Hold 為保持信號，當 Hold 為“1”，計數(shù)器暫停計數(shù)，表示出現(xiàn)特殊情況，各方向車輛都處于禁行狀態(tài)。 計數(shù)模塊設(shè)計計數(shù)模塊主要實現(xiàn)累加循環(huán)計數(shù)，計數(shù)的最大值由鍵盤輸入控制，輸出的計數(shù)值為控制模塊的燈控提供參考，計數(shù)器的主程序設(shè)計如下：entity counter isport(clock:in std_logic。 Reset:in std_logic。 Hold:in std logic。 A,B,C:in std_logic_vector(3 downto)。Key:out integer range 0 to 255。Countnum:buffer integer range 0 to 255)。End。Architecture behavior of counter isSignal keyin: integer range 0 to 255。Begin圖 交通燈控制系統(tǒng)模塊圖交通燈數(shù)碼管RESET 控制模塊分位模塊HOLD計數(shù)模塊分頻模塊顯示電路 18 / 28 Keyin=conv_integer(A)*100+conv_integer(B)*10+conv_integer(C)。 Process(reset,clock)Begin If reset=｀1｀ then Countnum=0。 Elsif rising_edge(clock) then If hold=｀1｀ then Countnum=countnum。 Elsif Countnum=keyin then Countnum=0。 Else Countnum= Countnum+1。 End if。 End if。 End process。Key=keyin。End。計數(shù)模塊的仿真如圖 所示，從圖中可以看出，在時鐘的驅(qū)動下，計數(shù)值不斷自加，當計數(shù)值 countnum 等于鍵盤輸入值 32(key=32)時，計數(shù)返回到 0，開始下一輪計數(shù)。當 Hold 檢測到特殊情況時置‘1’，使計數(shù)器暫停計數(shù)。圖 技術(shù)模塊仿真圖 19 / 28 控制器模塊的仿真設(shè)計在控制器模塊中，紅、綠、黃三盞燈工作的總時間由鍵盤輸入，各交通燈時間分配規(guī)則如下：紅燈時間占總時間的 1／2，綠燈時間占 3／8，黃燈時間占 1／8，本設(shè)計中鍵盤輸入值為 32(key=32)，正常情況下紅燈亮 16 s，綠燈亮 12 s，黃燈亮 4 s。圖 控制模塊仿真圖控制器仿真情況如圖 所示，當 hold 為低電平，計數(shù)值 countnum12 時，greenA輸出高電平，A 東西方向綠燈亮起車輛通行，此時與之相對應的 redB 輸出高電平，B 方向紅燈亮起車輛禁行。A 方向顯示交通燈閃爍持續(xù)時間的數(shù)碼管 numA 從 12 開始遞減，同時 B 方向顯示交通燈閃爍持續(xù)時間的數(shù)碼管 numB 從 16 開始遞減。當12countnum16 時，yellowA 輸出高電平，A 方向黃燈亮起，numA 從數(shù)值 4 開始倒計時，此時 greenB 仍處于低電平， numB 繼續(xù)倒計時， B 方向紅燈閃亮車輛仍處于禁行狀態(tài)。當 countnum16，redA 輸出高電平，A 方向紅燈亮起車輛禁行， numA 從數(shù)值 16 開始倒計時，此時 greenB 輸出高電平， B 方向綠燈亮起車輛通行，numB 從數(shù)值 12 開始遞減。當 16countnum28 時， redA 繼續(xù)處于高電平狀態(tài)，numA 繼續(xù)倒計時，A 方向車輛禁行，而此時 yellowB 輸出高電平，B 方向黃燈亮起，numB 從數(shù)值 4 開始遞減。當 hold為‘1’ 時，表示進入緊急狀態(tài)，F(xiàn)LASH 置‘1’，各方向的紅燈均亮起，所有機動車禁行。 20 / 28 分位模塊設(shè)計分位模塊的設(shè)計主要是將燈亮時間分為十位和個位，通過兩個相應的數(shù)碼管分別顯示出來。本設(shè)計中燈亮時間最長不超過 40 s(numin40)，numA，numB 分別表示十位、個位上的數(shù)字，分位模塊程序設(shè)計的流程圖如圖 所示。分位模塊的仿真，numin 的數(shù)值大小可以通過 numA，numB 的組合以十進制數(shù)值顯示，從而實現(xiàn)了分位功能。NYNumin20?numA=1numb=numin10numA=2numb=numin20numA=3numb=numin30Numb=numinNumin30?Numin10?YNYN圖 分位模塊設(shè)計圖 21 / 28 22 / 28結(jié) 論交通燈是城市交通監(jiān)管系統(tǒng)的重要組成部分，對于保證機動車輛的安全運行，維持城市道路的順暢起到了重要作用。目前很多城市交叉路口的交通燈實行的定時控制，燈亮的時間是預先設(shè)定好的，在時間和空間方面的應變性能較差，一定程度上造成了交通資源的浪費，加重了道路交通壓力。本文在 EDA 技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用 FPGA 的相關(guān)知識設(shè)計了交通燈控制系統(tǒng)，利用硬件描述語言 VHDL 編程，借助 Altera 公司的 Max+PlusⅡ軟件環(huán)境下進行了編譯及仿真測試，通過 FPGA 芯片實現(xiàn)了一個實用的交通信號燈控制系統(tǒng)，設(shè)計由于采用了 EDA 技術(shù)，不但大大縮短了開發(fā)研制周期，提高了設(shè)計效率，而且使系統(tǒng)具有設(shè)計靈活，實現(xiàn)簡單，性能穩(wěn)定的特點。 23 / 28致 謝首先要感謝我的母?！幽瞎I(yè)大學對我三年的培養(yǎng)，在這三年的學習生活中，我不僅學到了關(guān)于電子信息工程方面的專業(yè)知識，同時也懂得了許多做人的道理，我要在這，使我進一步找到了人生發(fā)展的道路。 同時非常感謝付麥霞老師對我論文的悉心指導，非常感謝同組同學的多次幫助，他們的幫助真的使我受益菲淺。他們的學識、見解和治學態(tài)度，鼓舞和啟迪著我，他們的敬業(yè)精神和為人之道將永遠是我學習的楷模。這學期開始不久，由于忙于找工作，學業(yè)上造成了諸多不便。但是付老師對我給予了充分的理解、鼓勵、支持和關(guān)照，使我們終生難忘和發(fā)自真心的感謝。在論文完成之際，謹向?qū)煴硎菊嬲\的謝意和真心的祝福。最后，謹對父母、同學、以及朋友們說一聲謝謝，是你們給了我斗志，激勵我超越自己，走過一步步艱辛的歷程。感謝你們對我的理解和支持，使我能夠安心地完成大學學習和最后的畢業(yè)設(shè)計工作。我發(fā)自心底地感謝你們對我的愛和支持。衷心感謝所有關(guān)心、幫助和支持我的人!謝謝！ 24 / 28參 考 文 獻[1] 曾繁泰,侯亞寧 .可編程器件應用導論[M].北京:清華大學出版社, 2022,144.[2] 潘松,黃繼業(yè) .EDA 技術(shù)實用教程 (第二版) [M].北京 :科學出版社,2022, 114.[3] 潘松,王國棟 .基于 EDA 技術(shù)的 CPLD /FPGA 應用前景 [J].電子與自動化,1999(3):36.[4] 技術(shù)與單片機系統(tǒng) [J].現(xiàn)代電子技術(shù) , 2022( 3):3132.[5] 王寶國,宗鳴 ,(CPLD) 在 DSP 交流電機控制系統(tǒng)中的應用[J].電機與控制學報, 2022, 5(1):4043.[6] : 西安電子科技大學出版社,2022.[7] 原理與應用 [M].北京:化學工業(yè)出版社,2022:120153.[8] 徐志軍,徐光輝 .CPLD／FPGA 的開發(fā)和應用[M].北京:電子工業(yè)出版社,2022.[9] 曾繁泰,陳美金 .VHDL 程序設(shè)計[M]. 北京:清華大學出版社 ,2022.[10] 黃正瑾. 在系統(tǒng)編程技術(shù)及其應用[M].南京:東南大學出版社,1998.[11] Van HW Broeck,Skudelny HC,Stanke and realization of a pulse width modulator based on 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