【正文】 E 一 邊界掃描指令集允許器件編程模式擴展和實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)斷。 在數(shù)字邏輯系統(tǒng)設計中，目前，即 FPGA/CPLD 能夠實現(xiàn)從幾千門的接口邏輯電路到數(shù)百萬門的龐大數(shù)字邏輯系統(tǒng)的設計，結合 IPIntellectual PropertyCore 如 USB CorePCI Core 和 DSP core 等和功能強大的 EDA 軟 3 件可以構建出非常復雜的數(shù)字電子 系統(tǒng) [5]。 FPGA 在現(xiàn)代通信領域方面獲得廣泛應用。以前，大多采用通用的邏輯元器件進行設計，這導致了設計和調(diào)試過程冗長、系統(tǒng)穩(wěn)定性不高，非常不便。 EDA 是指以計算機為工作平臺，融合應用電子技術、計算機技術、智能化技術最新成果而研制成的電子 CAD 通用軟件包，主要能輔助進行三方面的設計工作 :IC 設計，電子電路設計， PCB 設計。但隨著 EDA 技術的出現(xiàn)，人們可以在沒有設計電路之前就把 CPLD 或 FPGA 焊接在印刷電路板上，然后利用 VHDL 語言隨心所欲地改變整個電路的硬件邏輯關系而不必改變電路板的布局布線。在國外幾個先進的國家已經(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。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 實現(xiàn) 路 燈系統(tǒng)控制的方法很多，可以用標準邏輯器件、可編程控制器 PLC、單片機等方案來實現(xiàn)。將 EDA 技術用于智能 路燈控制上 ，可對 城市道路 的各種變化情況進行一一地編程、測試與分析，從而完成 對整個 路 燈系統(tǒng)設計。 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。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。 EDA 電子設計自動化技術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]。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備，從工業(yè)自動化航天技術，都盡可能采用了數(shù)字電子技術。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。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 符號設計方法。本文就是通過對城市 道路 的控制情況進行分析，找出共同的特征和規(guī)律，并用邏輯控制的思想制定相應的交通規(guī)則，以保證各路口車輛的順利通行 [1]。其 中路 燈信號是管理交通網(wǎng)絡的最重要元素，而街道各路口又是車輛通行瓶頸所在。 【關鍵詞 】 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重問題。 通過對所設計的程序進行編譯和仿真，在 FPGA 上下載驗證，系統(tǒng)能夠完成按時開關燈，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的功能 。 會議主持人： 記 錄 人： 年 月 日 P 答 辯 小 組 意 見 評語： 評定等級： 負責人（簽名）： 年 月 日 系 學 位 委 員 會 意 見 評語： 論文（設計）最終評定等級： 負責人（簽名）： 系部（公章） 年 月 日 校 學 位 委 員 會 意 見 評語： 評定等級： 負責人（簽名）： 年 月 日 I 目 錄 1 緒論 .............................................................. 1 引言 ......................................................... 1 國內(nèi)外的發(fā)展狀況 ............................................ 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)結構與整體方框圖 ................................... 7 3 設計方案 .......................................................... 9 設計要求 ..................................................... 9 設計思路 ................................................... 10 設計方案 ................................................... 10 系統(tǒng)的工作原理 ........................................ 10 系統(tǒng)流程及設計分析 .................................... 11 系統(tǒng)單元模塊的設計 .................................... 11 4 仿真 結果分析 ..................................................... 13 分頻電路 ................................................... 15 時鐘 計數(shù)模塊 ............................................... 15 動態(tài)掃描模塊 ............................................... 16 結論 ............................................................... 17 參考文獻 .......................................................... 18 附錄 A ............................................................. 29 致 謝 ............................................................. 27 II 基于 FPGA 的路燈控制系統(tǒng) 的 設計 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 。 3：設計中遇到的最大問題 ？ 答：對于仿真軟件 QuartusII的使用不熟練，導致在仿真的過程中感覺比較頭疼。 O 湖南科技學院本科畢業(yè)論文（設計）答辯記錄表 論文題目 基于 FPGA的路燈控制系統(tǒng)的設計 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 指導教師 姓名、職稱 包本剛 副教授 答 辯 會 紀 要 時間 地點 三教 517 答 辯 小 組 成 員 姓 名 職務（職稱） 姓 名 職務（職稱） 姓 名 職務（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，路燈設施陳舊且分散，燈具數(shù)量總類多，設施維修費用高；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。 10 論文篇幅 10000 字左右。 15 寫作規(guī)范 符合學術論文的基本要求。 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 研究方法和手段的運用能力 能運用本學科常規(guī)研究方法及相關研究手段（如計算機、實驗儀器設備等）進行實驗、實踐并加工處理、總結信息。 10 綜合運用 知識能力 能運用所學專業(yè)知識闡述問題；能對查閱的資料進行整理和運用；能對其科學論點進行論證。 10 選題恰當 題目規(guī)模適當，難易度適中；有一定的科學性。 N 評閱教師評定成績 評審基元 評審要素 評審內(nèi)涵 滿分 評閱教師 實評分 選題質(zhì)量25% 目的明確 符合要求 選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標，體現(xiàn)學科、專業(yè)特點和教學計劃的基本要求，達到畢業(yè)論文（設計）綜合訓練的目的。 10 論文篇幅 10000 字左右。 15 寫作規(guī)范 符合學術論文的基本要求。 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 研究方法和手段的運用能力 能運用本學科常規(guī)研究方法及相關研究手段（如計算機、實驗儀器設備等）進行實驗、實踐并加工處理、總結信息。 10 綜合運用 知識能力 能運用所學專業(yè)知識闡述問題；能對查閱的資料進行整理和運用；能對其科學論點進行論證。 10 選題恰當 題目規(guī)模適當，難易度適中；有一定的科學性。 關鍵詞 路燈 控制系統(tǒng) VHDL FPGA 英 文 摘 要 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 o