课程设计交通灯控制器

课程设计0600000年月日大课程设计任务书课程EDA技术课程设计题目交通灯控制器专业姓名学号主要内容、基本要求、主要参考资料等主要内容：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。基本要求：1、红、绿、黄发光二极管作信号灯，用传感器或逻辑开关作检测车辆是否到来的信号，实验电路用逻辑开关代替。2、主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。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。3、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，选择1HZ时钟脉冲作为系统时钟。4、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。主要参考资料：[1]潘松著.EDA技术实用教程(第二版).北京：科学出版社,2005.[2]康华光主编.电子技术基础模拟部分.北京：高教出版社,2006.[3]阎石主编.数字电子技术基础.北京：高教出版社,2003.完成期限2010.3.12指导教师专业负责人课程EDA技术课程设计题目交通等控制器院系专业班级学生姓名学生学号指导教师2010年3月8日一、总体设计思想1.基本原理计数模块、置数模块、主控制器模块和译码器模块。置数模块将交通灯的点亮时间预置到置数电路中，计数模块以秒为单位倒计时，当计数值减为零时，主控电路改变输出状态，电路进入下一个状态的倒计时。其中，核心部分是主控2.设计框图图一.交通灯控制系统的原理框图图二.交通灯控制器的流程图1．设计思路：脉冲发生器控制器译码器甲车信号灯乙车信号灯定时器在某一十字路口交叉地带，可设计东西走向的道路为甲车道，南北走向的道路为乙车道。甲乙车道的交通灯需按交通法则来依次交替运行。则可设计一个状态循环的逻辑电路。2．分析系统的逻辑功能：交通灯控制系统的原理框图如图一所示。它主要由控制器、定时器、译码器和秒脉冲信号发生器等部分组成。秒脉冲发生器是该系统中定时器和控制器的标准时钟信号源，译码器输出两组信号灯的控制信号，经驱动电路后驱动信号灯工作，控制器是系统的主要部分，由它控制定时器和译码器的工作。图中：TL:表示甲车道或乙车道绿灯亮的时间间隔为45秒，即车辆正常通行的时间间隔。定时时间到，TL=1，否则，TL=0。TY：表示黄灯亮的时间间隔为5秒。定时时间到，TY=1，否则，TY=0。ST：表示定时器到了规定的时间后，由控制器发出状态转换信号。由它控制定时器开始下个工作状态的定时。（1）图甲车道绿灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上的车辆允许通行，乙车道禁止通行。绿灯亮足规定的时间隔TL时，控制器发出状态信号ST，转到下一工作状态。（2）甲车道黄灯亮，乙车道红灯亮。表示甲车道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行，乙车道禁止通行。黄灯亮足规定时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。（3）甲车道红灯亮，乙车道绿灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上的车辆允许通行绿灯亮足规定的时间间隔TL时，控制器发出状态转换信号ST，转到下一工作状态。（4）甲车道红灯亮，乙车道黄灯亮。表示甲车道禁止通行，乙车道上未过停车线的车辆停止通行，已过停车线的车辆继续通行。黄灯亮足规定的时间间隔TY时，控制器发出状态转换信号ST，系统又转换到第（1）种工作状态。交通灯以上4种工作状态的转换是由控制器进行控制的。设控制器的四种状态编码为00、01、11、10，并分别用S0、S1、S3、S2表示，则控制器的工作状态及功能如图二所示，控制器应送出甲、乙车道红、黄、绿灯的控制信号。为简便起见，把灯的代号和灯的驱动信号合二为一，并作如下规定：图二的控制器工作状态及功能控制状态信号灯状态车道运行状态S0（00）甲绿，乙红甲车道通行，乙车道禁止通行S1（01）甲黄，乙红甲车道缓行，乙车道禁止通行S3（11）甲红，乙绿甲车道禁止通行，乙车道通行S2（10）甲红，乙黄甲车道禁止通行，乙车道缓行符号含义：AG=1：甲车道绿灯亮；BG=1：乙车道绿灯亮；AY=1：甲车道黄灯亮；BY=1：乙车道黄灯亮；AR=1：甲车道红灯亮；BY=1：乙车道红灯亮；由此得到交通灯控制器的流程图，如图二所示。设控制器的初始状态为S0（用状态框表示S0），当S0的持续时间小于45秒时，TL=0（用判断框表示TL），控制器保持S0不变。只有当S0的持续时间等于45秒时，TL=1，控制器发出制态转换信号ST（用条件输出框表示ST），并转换到下一个工作状态。二、设计步骤和调试过程1、总体设计电路2、模块设计和相应模块程序libraryieee;useieee.std_logic_1164.all;entitytraffic1isport(clk,sensor1,sensor2,reset:instd_logic;red1,yellow1,green1,red2,yellow2,green2:outstd_logic);endtraffic1;architectureaoftraffic1istypestate_tis(st0,st1,st2,st3,st4,st5,st6,st7);signalstate,nextstate:state_t;beginupdate_stae:process(reset,clk)beginif(reset='1')thenstate=st0;elsifclk'eventandclk='1'thenstate=nextstate;endif;endprocess;transitions:process(state,sensor1,sensor2)variablecnt1,cnt2,cnt3,cnt4,cnt5,cnt6,cnt7,cnt8:integerrange0to255;beginred1='0';yellow1='0';green1='0';red2='0';yellow2='0';green2='0';casestateiswhenst0=green1='1';red2='1';ifsensor2=sensor1thennextstate=st1;elsif(sensor1='0'andsensor2='1')thennextstate=st2;elsenextstate=st0;endif;whenst1=green1='1';red2='1';nextstate=st2;whenst2=green1='1';red2='1';nextstate=st3;whenst3=yellow1='1';red2='1';nextstate=st4;whenst4=red1='1';green2='1';ifsensor2=sensor1thennextstate=st5;elsif(sensor1='1'andsensor2='0')thennextstate=st6;elsenextstate=st4;endif;whenst5=red1='1';green2='1';nextstate=st6;whenst6=red1='1';green2='1';nextstate=st7;whenst7=red1='1';yellow2='1';nextstate=st0;endcase;endprocess;enda;3、仿真及仿真结果分析仿真图三、结论及心得体会做了一周的课程设计，使我感慨颇多，有关于VHDL方面的，更多的收获是多方面的。VHDL程序设计也不熟炼，学的东西好像它是它，我是我似的，理论联系不了实际。以前的汇编语言没学好，一开始的程序这块儿就要令我抓狂了。后来请教我们班的同学，一起学习。我觉得我对VHDL的一些知识在这个动手的过程中真的是从无到有增长的。一段时间里，我应该不会再如此迷惘。参考资料[1]潘松著.EDA技术实用教程(第二版).北京：科学出版社,2005.大庆石油学院课程设计成绩评价表课程名称EDA技术课程设计题目名称交通控制灯学生姓名段萍学号060901140109指导教师姓名职称序号评价项目指标满分评分1工作量、工作态度和出勤率按期圆满的完成了规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求，工作努力，遵守纪律，出勤率高，工作作风严谨，善于与他人合作。202课程设计质量课程设计选题合理，计算过程简练准确，分析问题思路清晰，结构严谨，文理通顺，撰写规范，图表完备正确。453创新工作中有创新意识，对前人工作有一些改进或有一定应用价值。54答辩能正确回答指导教师所提出的问题。30总分评语：指导教师：2010年3月13日