EDA实验交通灯设计报告.doc

EDA原理及应用实验报告题目：交通灯控制器专业：电子信息工程班级：姓名：学号： 一、 设计题目：交通灯控制器二、 设计目标： 1、设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。2、红、绿、黄发光二极管作信号灯。3、主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。4、主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒，设立45秒、25秒计时、显示电路。5、在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外，设立5秒计时、显示电路。三、 设计原理：（含系统总的原理图） 由两个分频器模块，三个计数器模块及它的选择器，一个扫描数码管模块，和一个红绿灯控制模块连接而成。RTL状态图四、 设计内容：（含状态转换图、软件流程图、说明文字等，每单独模块的图标和VHDL程序；最后为总体程序框图）分频器1LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY DVF ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;-D:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);FOUT:OUT STD_LOGIC);END;ARCHITECTURE one OF DVF ISSIGNAL FULL:STD_LOGIC;BEGINP_REG:PROCESS(CLK)VARIABLE CNT8:INTEGER RANGE 48000000 DOWNTO 0;BEGINIF CLKEVENT AND CLK=1 THENIF CNT8=24000000 THENCNT8:=0;FULL=1;ELSE CNT8:=CNT8+1;FULL=0;END IF;END IF;END PROCESS P_REG;P_DIV:PROCESS(FULL)VARIABLE CNT2:STD_LOGIC;BEGINIF FULLEVENT AND FULL=1 THENCNT2:=NOT CNT2;IF CNT2=1 THEN FOUT=1;ELSE FOUT=0;END IF;END IF;END PROCESS P_DIV;END;说明：采用的是48M时钟输入，作为后面的时钟信号。分频器2LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY DVF2 ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;-D:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);FOUT:OUT STD_LOGIC);END;ARCHITECTURE one OF DVF2 ISSIGNAL FULL:STD_LOGIC;BEGINP_REG:PROCESS(CLK)VARIABLE CNT8:INTEGER RANGE 48000000 DOWNTO 0;BEGINIF CLKEVENT AND CLK=1 THENIF CNT8=20000 THENCNT8:=0;FULL=1;ELSE CNT8:=CNT8+1;FULL=0;END IF;END IF;END PROCESS P_REG;P_DIV:PROCESS(FULL)VARIABLE CNT2:STD_LOGIC;BEGINIF FULLEVENT AND FULL=1 THENCNT2:=NOT CNT2;IF CNT2=1 THEN FOUT=1;ELSE FOUT=0;END IF;END IF;END PROCESS P_DIV;END;说明：改变了分频器的大小，这个频率很高，是给扫描数码管模块使用的。计数器1LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY cntn ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;CLR:IN STD_LOGIC_vector(2 downto 0);U:IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);A,B:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);END;ARCHITECTURE bhv OF cntn ISSIGNAL J,K,L:STD_LOGIC;SIGNAL Q2,Q1:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINa1:PROCESS(CLK)BEGINIF CLR=001 THEN Q1=0100;ELSIF U=010 THENIF CLKEVENT AND CLK=1 THEN Q1=Q1-1; IF Q1=0000 THEN Q1=1001;J=1;ELSE J=0;END IF;END IF;A=Q1;END IF;END PROCESS;a2:PROCESS(J) BEGINIF CLR=001 THEN Q2=0010;ELSIF U=010 THEN IF JEVENT AND J=1 THEN Q2=Q2-1; IF Q2=0000 THEN Q2=0010;K=0;ELSE K=1;END IF; END IF;B=Q2; END IF; END PROCESS; END ;说明：作为支干道通行时间，倒计时25s。计数器2LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY cntm ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;CLR:IN STD_LOGIC_vector(2 downto 0);U:IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);C,D:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);END;ARCHITECTURE bhv OF cntm ISSIGNAL J,K,L:STD_LOGIC;SIGNAL Q2,Q1:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINa1:PROCESS(CLK)BEGINIF CLR=010 THEN Q1=0101;ELSIF U=001 THENIF CLKEVENT AND CLK=1 THEN Q1=Q1-1; IF Q1=0000 THEN Q1=1001;J=1;ELSE J=0;END IF;END IF;C=Q1;END IF;END PROCESS;a2:PROCESS(J) BEGINIF CLR=010 THEN Q2=0000;ELSIF U=001 THEN IF JEVENT AND J=1 THEN Q2=Q2-1; IF Q2=0000 THEN Q2=0010;K=0;ELSE K=1;END IF; END IF;D=Q2; END IF; END PROCESS; END ;说明：要亮5秒黄灯作为过渡计数器3LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY cntl ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;CLR:IN STD_LOGIC_vector(2 downto 0);U:IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0);E,F:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);END;ARCHITECTURE bhv OF cntl ISSIGNAL J,K,L:STD_LOGIC;SIGNAL Q2,Q1:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGINa1:PROCESS(CLK)BEGINIF CLR=001 THEN Q1=0100;ELSIF U=000 THENIF CLKEVENT AND CLK=1 THEN Q1=Q1-1; IF Q1=0000 THEN Q1=1001;J=1;ELSE J=0;END IF;END IF;E=Q1;END IF;END PROCESS;a2:PROCESS(J) BEGINIF CLR=001 THEN Q2=0100;ELSIF U=000 THEN IF JEVENT AND J=1 THEN Q2=Q2-1; IF Q2=0000 THEN Q2=0010;K=0;ELSE K=1;END IF; END IF;FQ1=E;Q2Q1=C;Q2Q1=A;Q2NULL;END CASE;END PROCESS;END ;说明：不同的状态数码管分别显示45s，25s，5s倒计时。红绿灯控制模块library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity deng isgeneric(a:integer:=45;b:integer:=5;c:integer:=25);port(clk,rst : in std_logic; R1,G1,Y1,R2,G2,Y2 : out std_logic; U:out std_logic_vector(2 downto 0);end;architecture one of deng istype fsm_st is (QA,QB,QC,QD);signal current_state , next_state : fsm_st;SIGNAL q: integer range 0 TO 200;begin-process(clk)-begin-if clk = 1 and clkevent then-if q=29 then q=0;else q=q+1;end if;end if;-end process;process (clk)begin if rst = 0 then current_state = QA;q=0; elsif clk = 1 and clkevent then current_state = next_state;if q=a+b+b+c-1 then q=0;else qG1 = 0;R2= 0;R1=1;Y1=1;G2=1;Y2=1;U=000; if q=a-1 then next_state = QB; else next_state Y1=0;R2= 0;R1=1;G1 = 1;G2=1;Y2=1;U=001; if q=a+b-1 then next_state = QC; else next_state R1=0;G2= 0;Y1=1;G1 = 1;R2=1;Y2=1;U=010; if q=a+b+c-1 then next_state = QD; else next_state R1=0;Y2= 0;Y1=1;G1 = 1;G2=1;R2=1;U=001; if q=a+b+b+c-1 then next_state = QA; else next_state bt=NOT00000001;abt=NOT00000010;abt=NOT00000100;abt=NOT00001000;abt=NOT00010000;abt=NOT00100000;abt=NOT01000000;abt=NOT10000000;anull; end case;end process p1;p2:process(clk) begin if clkevent and clk=1 then cnt8sgsgsgsgsgsgsgsgsgsgsgsgsgsgsgsgnull; end case; end process p3; end; 说明：采用共阳7段数码管。经过高频率的扫描给人以同时出现的错觉。虽然有8个输入但我只用了2个；总体程序框图时钟信号分频模块2扫描数码管模块45s倒计时25s倒计时分频模块15s倒计时 选择器红绿灯控制模块五、 实验现象(需要有实验现象图片及文字说明)交通灯设计共有六个灯，当主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；45秒倒计时后，主干道亮5秒黄灯；接着支干道亮绿灯时，主干道亮红灯；25秒倒计时后，支干道亮5秒黄灯，依次循环下去。