交通信号灯控制器代码及说明.docx
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1、课程设计报告课程名称:FPGA现代数字系统设计设计名称:交通信号灯控制器姓 名:* * *学号:2010000379专业:通信指导教师:* * *起止日期: 2010. 12. 25 - 2011. 1. 9课程设计任务书设计名称:设计要求:(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,黄灯亮那么给行驶中 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,用传感器或逻辑开关作检测车辆是否到来的信号。(3)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
2、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45s,支干道每次放行 25s,设立45s、25s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5s黄灯作为过渡,使行驶中的车辆有 时间停到禁行线外,设立5s计时、显示电路。(6)发生紧急事件,如救护车、警车、抢险车通过,可以手动控制四个方向的红灯全亮。一、设计目的和意义通过应用Verilog语言在QuartusII软件平台上设计交通信号灯控制器,并借助硬件来测 试仿真效果。通过课程设计,熟悉硬件编程语言的应用,特别是有限状态机的灵活使用,为以 后进一步的学习实践打下良好的基础。二、设计
3、原理(1)主、支干道用传感器检测车辆到来情况,实验电路用逻辑开关代替。(2)选择1HZ时钟脉冲作为系统时钟。(3) 45s、25s、5s定时信号可用顺计时,也可用倒计时,计时起始信号由主控电路给出, 每当计满所需时间,启、闭三色信号灯,并启动另一计时电路。(4)交通灯状态变化如表1及图1所示:表1:交通灯状态图主干道(A) 状态主干道(A)交通灯 及显示时间支干道(B)交通灯 及显示时间支干道(B) 状态0绿(45s)MM红(50s)01黄(5s)oeM2红(30s)MM绿(25s)1M黄(5s)2Emergency红(0)MM红(0)Emergency图1:交通灯状态图(5)交通灯设计输入信
4、号4个:CLK (时钟),EN(使能),EMERGENCY (紧急),BCHECK (检测); 输出信号4个:LAMPA(主干道信号灯),LAMPB(支干道信号灯),AC0UNT(主干道计数器),BCOUNT(支干道计数器)。交通灯控制原理如图2所示。CLKeFTEMERGENCYBCHECKCLKLAMPA2.OENLAMPB2.OEMERGENCY0cLJUC IZACOUNT7.0DCCI IKITF7 HIdCUUN 1 /.ujINPUTVCCINPUTVCCtraffic controlpJTPUTButput11、LAMPA2.OTA而。目万r 1A cduZ 0 尸二rr前三汩
5、而行:而inst图2:交通灯原理图三、详细设计步骤(1)确定4个输入信号与4个输出信号,具体见图2;(2)将50MHZ时钟分频为1MHZ;(3)设计红黄绿3中信号灯切换的时间及顺序;(4)设计支路检测状态下的信号灯切换;(5)设计紧急(EMERGENCY)状态下信号灯的切换;(6)程序使用3always块山,详细代码如下:module traffic_control(CLK,EN,EMERGENCY,BCHECK,LAMPA,LAMPB,ACOUNT,BCOUNT);output2:0 ACOUNT,BCOUNT;output2:0 LAMPA,LAMPB;reg clkl;input CLK
6、,EN,EMERGENCY,BCHECK;reg2:0 numa,numb;reg tempa,tempb;reg|25:0count;reg2:0 counta,countb;reg2:0 ared,ayellow,agreen,aleft,bred,byellow,bgreen,bleft;reg2:0 LAMPA,LAMPB;/*信号定义与说明:CLK:为同步时钟;EN:使能信号,为1的话,那么控制器开始工作;LAMPA:控制A方向四盏灯的亮灭;其中,LAMPA0LAMPA2,分别控制A方向的绿灯、黄灯和 红灯;LAMPB:控制B方向四盏灯的亮灭;其中,LAMPB0LAMPB2,分别控制
7、B方向的绿灯、黄灯 和红灯;ACOUNT:用于A方向灯的时间显示,8位BCOUNT:用于B方向灯的时间显示,8位*/always (posedge CLK ) 将 50MHZ 时钟分频为 1MHZbeginif(count=49999999)begincount=0; clkl=clkl; end else count=count+1; end assign ACOUNT=numa; assign BCOUNT=numb; always (EN) if(!EN) begin ared =6; ayellow =2; agreen =4; bred =6; byellow =2; bgreen
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