【正文】 的內(nèi)容 : (1)大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷?。 (2)用軟件方式設(shè)計的系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是由有關(guān)的開發(fā)軟件自動完成的 ； (3)采用自頂向下 (topdown)的設(shè)計方法 。盡管目標系統(tǒng)是硬件，但整個設(shè)計和修改過程如同完成軟件設(shè)計一樣方便和高效?，F(xiàn)代 EDA 技術(shù)就是以讓算機為工具，在 EDA 軟件平臺上，根據(jù)硬件描述語言 HDL 完成的設(shè)計文件，能自動地完成用軟件方式描述的電子系統(tǒng)到硬件系統(tǒng)的邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化、布局布線、邏輯仿真，直至完成對于特定目標芯片的適配編譯、邏輯映射和編程下載等工作。不言而喻， EDA 技術(shù)將迅速成為電子設(shè)計領(lǐng)域中的極其重要的組成部分。電子類的高新技術(shù)項目的開發(fā)也逾益依賴于 EDA 技術(shù)的應(yīng)用。在仿真和設(shè)計兩方面支持標準硬件描述語言的功能越來越強大，軟硬件技術(shù)也進一步得到了融合，在電子行業(yè)的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、技術(shù)領(lǐng)域和設(shè)計應(yīng)用領(lǐng)域得到了進一步的肯定，使得復雜電子系統(tǒng)的設(shè) 計和驗證趨于簡單化。 EDA 技術(shù)使得設(shè)計者的工作僅限于利用軟件的方式，即利用硬件描述語言和 EDA 軟件來完成對系統(tǒng)硬件功能的實現(xiàn)。 3 第一章 EDA 技術(shù) EDA 技術(shù)及其發(fā)展 現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)的核心是 EDA（ Electronic Design Automation）技術(shù)。再如基于模糊邏輯的智能交通燈控制系統(tǒng)，是從禁行車輛等待時間的角度出發(fā)，綜合了各個方向車輛密度的因素，模仿交通帶察的行為而設(shè)計的。如，基于時間分布的交通控制系統(tǒng)設(shè)計，它將一天分為 N 個不同的時間區(qū)間，應(yīng)用計算機算出各個交通路口各時間段信號燈的最佳周期，在不同的時間區(qū)間賦予交通信號控制器不同的周期，以對應(yīng)交通流量隨時間的分布 [2]。國內(nèi)城市尤其是大城市引進的交通控制系統(tǒng)大部分為進口的 SCOOT 和 SCATS 以及京三系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)皆是建立在機動車 2 為主的道路交通條件基礎(chǔ)之上的被動型控制系統(tǒng)上的 .由于我國交通流是混合交通流，和國外的交通流大不相同，因此，國外的這些交通控制系統(tǒng)在國內(nèi)的使用效果不盡人意。這些系統(tǒng)，大都是在各路口附近安裝磁性環(huán)路監(jiān)控器，由各路口的控制設(shè)備、人員將交通控制參數(shù)通過通訊網(wǎng)絡(luò)輸入微處理器，用小型計算機進 行集中處理 [1]。 二、 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 在國外， 英國，澳大利亞，日本和美國等國家均在交通控制系統(tǒng)上日益完善。對交叉口實行科學的管理與控制是交通控制工程的重要研究課題，是保障交叉口的交通安全和充分發(fā)揮交叉口的通行能力的重要措施，是解決城市交通問題的有效途徑。作為城市交通網(wǎng)的重要組成部分 , 交叉口是道路通行能力的瓶頸和交通阻塞及事故的多發(fā)地。 和諧的城市交通具有很重要的現(xiàn)實意義。日常的交通堵塞成為人們司空見慣而又不得不忍受的問題。 關(guān)鍵詞： 交通信號燈 、 VHDL 、 仿真 ii The design of traffic lights based on VHDL Abstract： Most traditional traffic light control system implemented by a singlechip puter or PLC, this article describes the design of a traffic light system is based on EDA technology ideas and using digital methods of signal control intersection traffic signal state transition, mand vehicles and pedestrians safe passage, implementation of intersection traffic management automation. Design and implementation of traffic light controller with VHDL the system for structural analysis, using topdown hierarchical design method, gives a VHDL program modules, and applications using Quartus II simulation, have e to the corresponding simulation design with VHDL language, should be fully aware of the features of VHDL language, from the design, use statement, and description of the superior aspects of optimized circuit optimization design of circuits, programmable logic chip can use smaller, thus reducing system costs. Keywords: traffic light 、 VHDL、 simulation iii 目錄 前言 ................................................................................................................................ 1 第一章 EDA 技術(shù) ........................................................................................................ 3 EDA 技術(shù)及其發(fā) 展 ........................................................................................ 3 EDA 與傳統(tǒng)電子設(shè)計方法的比較及優(yōu)點 .................................................... 5 第二章 VHDL語言 ...................................................................................................... 6 VHDL系統(tǒng)概述 .............................................................................................. 6 VHDL語句的描述 .......................................................................................... 8 實體 ...................................................................................................... 8 結(jié)構(gòu)體 ................................................................................................ 8 塊、子程序和進程 ............................................................................ 9 庫和程序包 ...................................................................................... 10 默認配置 .......................................................................................... 11 VHDL最基本的描述方法 ......................................................................... 12 結(jié)構(gòu)體的行為描述法 ...................................................................... 12 結(jié)構(gòu)體的數(shù)據(jù)流描述法 .................................................................. 12 第三章 交通燈系統(tǒng)的設(shè)計 ........................................................................................ 13 紅綠燈交通信號系統(tǒng)功能描述 ................................................................... 13 系統(tǒng)的模塊設(shè)計 ........................................................................................... 14 時鐘脈沖發(fā)生電路 ............................................................................ 14 計數(shù)秒數(shù)選擇電路 ............................................................................ 15 倒計時控制電路 ................................................................................ 16 紅 綠燈信號控制電路 ........................................................................ 18 交通燈系統(tǒng)描述 ................................................................................ 19 致謝 .............................................................................................................................. 22 參考文獻 ...................................................................................................................... 23 附 錄 .......................................................................................................................... 24 1 前言 一、 研究背景 自從 1858 年英國人發(fā)明了原始的機械扳手交通燈之后，隨后的一百多年里，交通燈改變了交通路況，也在人們?nèi)粘Ｉ钪姓紦?jù)了重要地位，隨著人們社會活動日益增加，經(jīng)濟發(fā)展，汽車數(shù)量急劇增加，城市道路日漸擁擠，交通燈更加顯示出了它的功能，使得交通得到有效管制，對于交通疏導，提高道路導通能力，減少交通事故起到了顯著的 效果。 在用 VHDL 語言進行電路設(shè)計時 ,應(yīng)充分認識到 VHDL語言的特點 ,從設(shè)計思想、語句運用及描述方法上等多方面對電路進行優(yōu)化設(shè)計。 本設(shè)計利用 VHDL 語言來實現(xiàn)交通燈控制器。 畢業(yè)設(shè)計（論文）報告 題 目 基于 VHDL 的交通燈設(shè)計 系 別 尚德光伏學院 專 業(yè) 應(yīng)用電子技術(shù)（設(shè)備與運行管理 ） 班 級 1001 學生姓名 學 號 100206 指導教師 2020年 4 月 i 基于 VHDL 的交通燈設(shè)計 摘要 ： 傳統(tǒng)的交通燈控制 系統(tǒng) 多數(shù)由單片機或 PLC 實現(xiàn) ， 本文介紹 的是 基于EDA 技術(shù)設(shè)計交通燈 系統(tǒng) 的一種 思路和方法。通過用數(shù)字信號自動控制十字路口交 通燈狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方法，指揮車輛和行人安全通行，實現(xiàn)十字路口交通管理的自動化。 通過對系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)分析 ，采用 自頂向下的 層次化設(shè)計方法 ， 給出了 各個模塊 的 VHDL 程序 ，并且 利用QuartusⅡ 對 應(yīng)用 程序進行了仿真 ，得 出了 相應(yīng)的 仿真結(jié)果 。通過電路優(yōu)化設(shè)計