【正文】 NSTANT green0_time: integer := 35。end。 sign_state: in std_logic_vector(1 downto 0)。 USE 。 USE 。例如： Load=conv_std_logic_vector（green1_time,8） （68）是將green1_time所定義的數(shù)值轉(zhuǎn)換成8比特表示，即形成load=(00001111)2=（0F）16。該模塊的VHDL程序設(shè)計(jì)中仍然引用了常數(shù)對(duì)象（constant）來(lái)設(shè)置不同交通燈的維持時(shí)間，即：狀態(tài)0：green0_time（東西路口的綠燈維持秒數(shù)）的數(shù)值賦給load，此時(shí)load=(23)16=(35)10；狀態(tài)1：yellow0_time（東西路口的黃燈維持秒數(shù)）的數(shù)值賦給load，此時(shí)load=(05)16=(05)10；狀態(tài)2：green1_time（南北路口的綠燈維持秒數(shù)）的數(shù)值賦給load，此時(shí)load=(0F)16=(15)10；狀態(tài)3：yellow1_time（南北路口的黃燈維持秒數(shù)）的數(shù)值賦給load，此時(shí)load=(05)16=(5)10。因此，traffic_mux電路最主要的功能就是負(fù)責(zé)輸出顯示器需要的值（即倒數(shù)的秒數(shù)值），作為定時(shí)控制電路的計(jì)數(shù)秒數(shù)。 (a) (b)圖652系統(tǒng)時(shí)序發(fā)生電路clk_gen(a) 仿真輸出波形。當(dāng)reset=0，系統(tǒng)正常運(yùn)行，clk為上升沿觸發(fā)。進(jìn)程scan將外部的clk信號(hào)進(jìn)行4分頻處理產(chǎn)生250Hz方波信號(hào)ena_scan，進(jìn)程two_hz將外部的clk信號(hào)進(jìn)行1000分頻處理產(chǎn)生周期為1秒的脈沖信號(hào)ena_lhz和方波信號(hào)flash_1Hz。借助使用常數(shù)，可以更改常數(shù)的值并且重新編譯，而所有使用到該常數(shù)的地方都會(huì)隨著更新而使用新的常數(shù)值。end BEHAVIOR。 ena_1Hz = ena_one and ena_two and ena_s。 end if。 end if。039。 else clk_2Hz_ff=clk_2Hz_ff+1。139。 then if clk_2Hz_ff=two_Hz_val1 then clk_2Hz_ff=0000000。) then if ena_s=39。event and clk=39。 clk_2Hz_ff=0000000。 ena_two=39。 then ena_one=39。 two_Hz:process(reset,clk,ena_s) 產(chǎn)生周期為1秒的脈沖信號(hào)ena_lhz和方波信號(hào)flash_1Hz的進(jìn)程 begin if reset=39。 end process。 end if。 ena_s = 39。139。) then if clk_scan_ff=scan_val1 then clk_scan_ff=00。event and clk=39。039。 then clk_scan_ff=00。begin scan:process(reset,clk) 將外部的clk信號(hào)進(jìn)行4分頻處理的進(jìn)程 begin if reset=39。 signal clk_2Hz_ff:std_logic_vector(two_Hz_bit1 downto 0)。CONSTANT two_Hz_val: positive := 125。CONSTANT scan_val: positive := 4。 秒方波信號(hào)end。 250Hz信號(hào) ena_1Hz:out std_logic。 系統(tǒng)復(fù)位信號(hào) clk:in std_logic。USE 。USE 。 該電路的核心部分就是分頻電路，通過(guò)對(duì)外接信號(hào)發(fā)生器提供1kHz的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行1000分頻，得到一個(gè)周期為1秒的輸出使能信號(hào)ena_lhz（占空比1：1000）和flash_lhz（占空比1：1）；4分頻后得到紅綠燈信號(hào)譯碼電路所需的頻率為250Hz的顯示使能信號(hào)ena_scan。但為了配合高峰時(shí)段，防止交通擁擠，有時(shí)也必須使用手動(dòng)控制，即讓交警能夠順利地指揮交通。1系統(tǒng)時(shí)序發(fā)生電路clk_gen的VHDL設(shè)計(jì)在紅綠燈交通信號(hào)控制系統(tǒng)中，大多數(shù)的情況是通過(guò)自動(dòng)控制的方式指揮交通的。電路級(jí)設(shè)計(jì)方法已經(jīng)不能適應(yīng)新的形勢(shì)，本系統(tǒng)采用的是系統(tǒng)級(jí)層次設(shè)計(jì)方法，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和功能劃分，系統(tǒng)的關(guān)鍵電路用一片F(xiàn)PGA芯片實(shí)現(xiàn)，首先用VHDL語(yǔ)言編寫(xiě)各個(gè)功能模塊程序，最后通過(guò)綜合器和適配器生成最終的目標(biāo)器件，然后用頂層原理圖將各功能模塊連接起來(lái)。 為系統(tǒng)正常運(yùn)作，整個(gè)控制器采用同步工作方式，由外接信號(hào)發(fā)生器（）提供1kHz的時(shí)鐘信號(hào)CLK。按照“自頂向下”的層次化設(shè)計(jì)方法，整個(gè)系統(tǒng)可分為4個(gè)模塊，系統(tǒng)時(shí)序發(fā)生電路，紅綠燈計(jì)數(shù)時(shí)間選擇模塊，定時(shí)控制電路，紅綠燈信號(hào)譯碼電路。因此，做好基于EDA技術(shù)平臺(tái)的交叉口信號(hào)控制設(shè)計(jì)是緩解交通阻塞、提高城市道路交叉口車(chē)輛通行效率的有效方法。目前，大部分無(wú)控制交叉口都存在高峰小時(shí)車(chē)流混亂、車(chē)速緩慢、延誤情況嚴(yán)重、事故多發(fā)、通行能力和服務(wù)水平低下等問(wèn)題。其外部硬件電路方面包括：兩組紅綠燈（配合十字路口的雙向指揮控制）、兩級(jí)七段顯示器（配合綠燈時(shí)倒計(jì)時(shí)顯示）、一組手動(dòng)與自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)（針對(duì)交通警察指揮交通控制使用）。黃燈亮允許行駛中車(chē)輛有時(shí)間?？康浇咕€(xiàn)以外。 紅綠燈交通燈控制器EDA設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)基于FPGA的紅綠燈交通信號(hào)控制器。假設(shè)某個(gè)十字路口是由一條主干道和一條次干道匯合而成，在每個(gè)方向設(shè)置紅綠黃三種信號(hào)燈，紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行。在自動(dòng)控制模式時(shí)，主干道每次放行時(shí)間為35秒，次干道每次放行時(shí)間為15秒，主干道紅燈次干道黃燈，主干道黃燈，次干道紅燈持續(xù)時(shí)間為5秒。城市道路交叉口是城市道路網(wǎng)絡(luò)的基本節(jié)點(diǎn)，也是網(wǎng)絡(luò)交通流的瓶頸。特別是隨著城市車(chē)流量的快速增長(zhǎng)，城市無(wú)控制道路交叉口的交通壓力越來(lái)越大。交通信號(hào)控制的目的是為城市道路交叉口(或交通網(wǎng)絡(luò))提供安全可靠和有效的交通流，通常最為常用的原則是車(chē)輛在交叉口的通過(guò)量最大或車(chē)輛在交叉口的延誤最小。其系統(tǒng)組成方框圖如圖651所示：圖651交通燈控制器系統(tǒng)組成方框圖圖654中，系統(tǒng)時(shí)序發(fā)生電路最主要的功能就是產(chǎn)生一些額外的輸出信號(hào)，它們是為紅綠燈信號(hào)譯碼電路提供的頻率為250Hz的掃描信號(hào)，為定時(shí)控制電路提供的使能（enable）控制信號(hào)，為紅綠燈信號(hào)譯碼電路提供的占空比為50%的秒閃爍信號(hào)；紅綠燈計(jì)數(shù)時(shí)間選擇模塊是負(fù)責(zé)輸出顯示器需要的值（即倒數(shù)的秒數(shù)值），作為定時(shí)控制電路（count_down circuit）的到計(jì)數(shù)秒數(shù)，在該模塊中可設(shè)置東西路口和南北路口的信號(hào)燈維持秒數(shù)；定時(shí)控制電路功能就是負(fù)責(zé)接收紅綠燈計(jì)數(shù)時(shí)間選擇模塊輸出的值（即倒數(shù)的秒數(shù)值），然后將其轉(zhuǎn)換成BCD碼，利用七段顯示器顯示出來(lái)，讓行人能清楚地的知道再過(guò)多久就會(huì)變成紅燈；紅綠燈信號(hào)譯碼電路除了負(fù)責(zé)控制路口紅綠燈的顯示外，最主要的功能就是能夠利用開(kāi)關(guān)來(lái)切換手動(dòng)與自動(dòng)的模式，讓交警能夠通過(guò)外部輸入的方式來(lái)控制紅綠燈信號(hào)系統(tǒng)的運(yùn)作，在紅綠燈交通信號(hào)系統(tǒng)中，大多數(shù)的情況是通過(guò)自動(dòng)控制的方式指揮交通的，但為了配合高峰時(shí)段，防止交通擁擠，有時(shí)還必須使用手動(dòng)控制，即讓交警自行指揮交通。 紅綠燈交通燈控制器的層次化設(shè)計(jì)方案 EDA技術(shù)的基本設(shè)計(jì)方法有電路級(jí)設(shè)計(jì)方法和系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)方法。下面給出各模塊的VHDL設(shè)計(jì)過(guò)程和仿真結(jié)果。因此，為了避免意外事件的發(fā)生，電路必須給一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘（clock）才能讓系統(tǒng)正常運(yùn)作。Clk_gen電路最主要的功能就是產(chǎn)生一些額外的輸出信號(hào)，并將其用做后續(xù)幾個(gè)電路的使能（enable）控制與同步信號(hào)處理。其VHDL源程序如下：LIBRARY IEEE。USE 。ENTITY clk_gen IS port(reset: in std_logic。 由外接信號(hào)發(fā)生器提供1kHz的時(shí)鐘信號(hào) ena_scan:out std_logic。 每秒一個(gè)脈沖的信號(hào) flash_1Hz: out std_logic)。 ARCHITECTURE BEHAVIOR of clk_gen IS CONSTANT scan_bit: positive := 2。CONSTANT two_Hz_bit: positive := 7。signal clk_scan_ff:std_logic_vector(scan_bit1 downto 0)。 signal ena_s,ena_one,ena_two:std_logic。139。 ena_s=39。 elsif (clk39。139。 ena_s = 39。 else clk_scan_ff=clk_scan_ff+1。039。 end if。 ena_scan = ena_s。139。039。039。 elsif (clk39。139。139。 ena_two = 39。 ena_one = not ena_one。 ena_two = 39。 ena_one = ena_one。