【正文】 3． reset＝ 0clk 為上升沿觸發(fā)且 hold＝ 0 如果 clk_flash 1 且 flash_addr 01and flash 1則 t＝ 01XXXXXXXXXXt_flash dins xor t否則 t_flash dins 4． reset＝ 0clk 為上升沿觸發(fā)且 hold＝ 0 如果 clk_flash 1 且 flash_addr 11 and flash 1 則 t 01XXXXXXXXXX t_flash dins xor t 否則t_flash dins 消振模塊設計 1 原理及功能 交通燈出現緊急情況或需要交 通人員進行手動控制時需要手動操作按鍵由于按鍵被按下和按鍵彈起時都有抖動造成控制器采集到多個信號信息使得計數器產生一些誤操作控制器誤判概率增加 消振功能模塊通過采用延時響應原理來消除抖動和誤操作模塊利用方波上升延采集信號當采集到信號時進行計數計數直到設定值時系統(tǒng)才認為此信號為有用信息進行響應輸出控制信號否則屏蔽掉此信號不響應執(zhí)行輸出 [8] 在本模塊中有五個輸入端 resetr 是內部初始化信號當模塊采集到初始化信號時置零內部信號 clkr 是模塊時鐘信號其它三個是手動按鍵輸入端手動轉化控制按鈕 a_mr 手動轉換按鈕 h_buttonr 緊急情況禁止按鈕 holdr 模塊采用clkr1KHZ 的方波作為時鐘信號模塊每 1um 采集一次信息當采集到十個上升延時響應操作輸出一個 1um 的控制信號 主要程序如下 elsif clkrevent and clkr 1 then ―― 1khz 的時鐘信號 if holdr 1 then －－采集到手動信息 if t2 0111 then ――計數判斷 t2 0000 hoq 1 else t2 t21 ――加計數 hoq 0 end if end if 2 時序仿真 圖 27 消震模塊時序仿真波形 時序仿真說明 1． resetr＝ 1 則 t1t2t3 清零 2． resetr 0clk 為上升沿觸發(fā)當 holdr＝ 1 時 t1 的值大于等于 10 時則清零 t1 令 hoq＝ 1 否則 t1 加一 hoq＝ 0 不變 3． resetr＝ 0clk 為上升沿觸發(fā)當 a_mr＝ 1 時 t2 的值大于等于 10 時則清零 t2 令 aq＝ 1 否則 t2 加一 aq＝ 0 不變 4． resetr＝ 0clk 為上升沿觸發(fā)當 h_buttonr＝ 1 時 t3 的值大于等于 10時則清零 t3 令 hq＝ 1 否則 t2 加一 hq＝ 0 不變 譯碼器設計 71 原理及功能 用來實現將二進制碼或二十進制碼譯成一組與輸入代碼一一對應的高低電平信號的電路就是譯碼器它是一個多輸入多輸出電路它的輸入是二進制代碼或二十進制代碼輸出是代碼所代表的字符本設計中采用七段顯示譯碼器來顯示交通燈上的倒記時 2 時序仿真 圖 28 譯碼器模塊時序仿真波形 總體電路設計 電路由從總體上是由各個功能的電路模塊組成通 過元件例化語句調用低層次的當前設計實體 程序見附錄 P9 圖 29 總體電路的時序仿真波形 24 實驗平臺的引腳配置及下載測試 實驗平臺介紹 1 實驗系統(tǒng)主板提供的基本功能說明 15 個按鍵即九個琴鍵按鍵按住琴鍵對應輸出指示的紅色二極管亮 表示輸出高電平松開琴鍵對應輸出指示的紅色二極管滅表示輸出為低電平五個電平按鍵按下鍵對應輸出指示的紅色二極管亮表示輸出高電平再按下鍵對應輸出指示的紅色二極管滅表示輸出為低電平一個脈沖模式按鍵當按下此按鍵對應輸出 20ms 的脈沖電平各按鍵均已用軟件消抖 8 個共陰 數碼管其中 7 個作為數碼顯示用顯示采用掃描和自動滅零技 術當輸入的四位二進制數大于 1001 時滅燈通過跳線選擇供 CPLDFPGA 或單片機使用 6 個共陰數碼管其中 6 個作為數碼顯示用自動滅零技術當輸入的四 位二進制數大于 1001 時滅燈直接與 CPLDFPGA 連接用戶直接提供 6 個數碼管的 4 位 BCD 碼輸入共 24 位 8 個發(fā)光二極管輸入高電平時二極管發(fā)亮 4組時鐘輸入時鐘頻率從 50MHz 到 2Hz 即 CLK1 CLK2 CLK3CLK4 其中任何一組只能用一個跳線帽接通時鐘信號結 對不能在一組上插兩個或兩個以上的跳線帽接通兩個以上的時鐘一個蜂鳴器和一個喇叭由跳線 K1 接通一個串行通信接口通過跳線選擇供 CPLDFPGA 或單片機使用 電源輸入電壓交流 220V10V 電源輸出電壓 5V2A 和 12V05A5V 的地和 12V 地 2 跳線說明 Jump1 12 對 XILINX 的 CPLDFPGA 進行配置 34 對 LATTICE 的 CPLD 進行 配置 56 對 ALTERA 的 CPLDFPGA 進行配置 78 對 89S5X 進行配置 表 22 Jump1 端口配置 7 5 3 1 8 6 4 2 Jump2 2457 單片機串口與 RS232 的 端口相連 1368CPLDFPGA 串行信號與 RS232 端口相連 1278 單片機與 CPLDFPGA 的串口對連 表 23 Jump2 端口配置 2 4 6 8 1 3 5 7 Jump3 12 提供 USB 外設的電源 表 24 Jump3 端口配置 1 2 Jump4 12 選通 AS0809 23 停用 0809 表 25 Jump4 端口配置 1 2 3 Jump5 12 選通 AD0832 34 停用 0832 表 26 Jump5 端口配置 1 2 3 MCU JP1 全接 左由 CPLDFPGA 控制掃描數碼管顯示 全接右由單片機控制掃描數碼管顯示 MCU JP2 按下單片機下載狀態(tài) 彈上單片機運行狀態(tài) MCU JP3 全接左使用 IIC 端口連接 全接右使用掃描鍵盤 MCU JP4 全接左由 CPLDFPGA 控制步進電機驅動信號 全接右由單片機控制步進電機驅動信號 ALTERA 公司的 EP1K30 芯片的 下載實驗板的引腳分配 表 22 下載實驗板 1K30 的 引腳與實驗系統(tǒng)的連接關 系 [9] 功能 腳號 功能 腳號 功能 腳號 功能 腳號 Clk1 55 A1 低 118 SL AD 95 雙口 RAM Clk2 54 B1 121 R AD 92 Clk3 59 C1 120 EN AD 91 CE 113 Clk4 56 D1 高 128 D7 AD 82 WR 112 蜂鳴器 64 A2 122 D6 AD 81 RD 111 喇叭 65 B2 131 D5 AD 86 D7 96 琴鍵 1 44 C2 130 D4AD 83 D6 98 琴鍵 2 46 D2 133 D3AD 88 D5 97 琴鍵 3 47 A3 132 D2AD 87 D4 100 琴鍵 4 48 B3 136 D1AD 90 D3 99 琴鍵 5 49 C3 135 D0AD 89 D2 102 琴鍵 6 51 D3 138 WRAD 67 D1 101 琴鍵 7 60 A4 137 D7AD 80 D0 110 琴鍵 8 62 B4 141 D6AD 79 A10 109 琴鍵 9 63 C4 140 D5AD 78 VGA 電平 1 37 D4 143 D4AD 73 RED1 19 電平 2 38 A5 142 D3AD 72 RED0 20 電平 3 39 B5 7 D2AD 70 GRN1 22 電平 4 41 C5 144 D1AD 69 GRN0 21 電平 5 42 D5 9 D0AD 68 BLU1 26 脈沖 43 A6 8 RxD 29 BLU0 23 LED 8 18 B6 11 TxD 30 VG13 28 LED7 14 C6 10 PS1 32 VG14 27 LED6 17 D6 13 PS5 31 LED5 12 LED2 117 T1 LED4 119 LED1 114 LED3 116 引腳配置及下載測試 按表 22 可對管腳重新分配和定位進行硬件測試為后面的器件下載和硬件實現提供保障管腳配置定位如圖 210 所示 圖 210 管腳的配置定位 3 交通燈的硬件實現 31 顯示實現 本設計中要求實現兩個方面的顯示即各個路口的時間和指示燈的狀態(tài)對于路口時間顯示可以采用 LED七段數碼管實現方向指示可以采用 LED點陣顯示器來實現 LED 七段數碼管有共陰極和共陽極兩種接法本設計電路中采用共陰極數碼管即把七段數碼 管內的所有發(fā)光二極管的陰極都接地時數碼管才能被點亮 LED點陣顯示器亦稱 LED矩陣板以發(fā)光二極管為象素按行與列順序顯示彩色 LED顯示以三色二極管作為象素點來顯示紅光綠光澄光復合光紅燈和綠燈同時亮它們分別代表交通燈控制電路中的紅燈綠燈和黃燈三個指示燈此外在設計電路時在七段數碼管和點陣顯示器的每一段串聯(lián) 510Ω的電阻以限制流經每一段的電流否則電流太大容易燒毀發(fā)光二極管 [10] 32 芯片的實現 該設計采用的是 EP1K30TC1443 芯片首先對通過對各個模塊的編譯和排錯形成工程文件然后進行編譯設置成工程編譯綜合到 仿真測試通過后以備后用最后將頂層文件設置為工程統(tǒng)一處理這時頂層文件會自動根據元件例化語句調用底層編譯好的設計文件在設定好頂層文件后底層設計好的文件元件型號和引腳鎖定信息會自動失效元件型號的選定和引腳鎖定情況始終以工程文件頂層文件的設定為準同樣仿真結果也是針對工程文件的所以在對最后的頂層文件處理時仍然應該對它重新設定元件型號和引腳鎖定 圖 211 內部控制芯片的連接 33 外圍電路的實現 根據交通燈系統(tǒng)的控制要求所示為本系統(tǒng)的硬件電路圖該電路包含了 1 個CPLD 芯片個七段 LED 數碼顯示器個分別表示各個方向上的紅 黃綠燈以及相應的限流電阻 PLUS II 軟件操作平臺等相關技術很不大了解的狀態(tài)我開始了獨立的學習和試驗查看相關的資料和書籍讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰使自己對硬件描述語言 VHDL 應用系統(tǒng) PLUS II 軟件系統(tǒng)的設計流程每一次改進都是我學習的收獲 ＥＤＡ技術是一種實現電子系統(tǒng)或電子產品自動化設計的技術它是為了適應現代電子產品設計的要求伴隨著計算機集成電路電子系統(tǒng)設計的發(fā)展吸收眾多學科的成果而逐步形成的一門新技術在本設計中主要實現了在十字路口交通燈的燈色變化和計時變化通過 VHDL 語言編譯軟件程序在 PLUS II 軟件平臺上進行 VHDL 代碼設計目標器件選擇編譯仿真引腳配置編程下載硬件測試對交通燈的設計進行現實模擬仿真通過波形圖分析電路這樣做可實現模擬運行出錯時可隨時修改而且可以根