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软件名称 VHDL交通灯设计
运行环境 Win9X/Win2000/WinXP/Win2003/
整理时间 2008-12-1 16:44:42
软件星级
软件大小 444 KB csb23@126.com
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 技术资料介绍

    伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车的数量在D的DEA技术的发展和应用领域的扩大与深入,EDA技术在电子信息,通信,自动,控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。随着技术市场与人才市场对DEA的不断的增加,交通的问题日益突出,单单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以,设计交通灯来完成这个需求就显的越加迫切了.为了确保十字路口的行人和车辆顺利、畅通地通过,往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。以下就是运用数字电子设计出的交通灯:其中红灯亮,表示该条路禁止通行;黄灯亮表示停车;绿灯亮表示允许通行。

    一﹑设计任务
               设计一个十字路口的交通灯控制系统,用实验平台上的LED发光二极管显示车辆通过的方向(东西和南北各一组),用数码管显示该方向的剩余时间。要求:工作顺序为东西方向红灯亮45秒,前40秒南北方向绿灯亮,后5秒黄灯亮。然后南北方向红灯亮45秒,前40秒东西方向绿灯亮,后5秒黄灯亮。依次重复。有紧急事件时允许将某方向一直开绿灯或者开红灯,另外允许特定情况两方向均为红灯,车辆禁行,比如十字路口恶性交通事故时,东西,南北两个方向均有两位数码管适时显示该方向亮灯时间。

    二、题目分析与整体构思
    (1)该交通灯控制器应具备的功能
    设东西和南北方向的车流量大致相同,因此红、黄、绿灯的时长也相同,定为红灯45sec,黄灯5sec,绿灯40sec,同时用数码管指示当前状态(红、黄、绿)剩余时间。另外,设计一个紧急状态,当紧急状态出现时,两个方向都禁止通行,指示红灯。紧急状态解除后,重新计数并指示时间。
    (2) 实现方案
      一 从题目中计数值与交通灯的亮灭的关系如图(1)所示
    三﹑硬件电路设计
    (1)分频器
    分频器实现的是将高频时钟信号转换成底频的时钟信号,用于触发控制器、计数器和扫描显示电路。该分频器实现的是一千分频,将一千赫兹的时钟信号分频成一赫兹的时钟信号。

    (2)控制器设计
    控制器的作用是根据计数器的计数值控制发光二极管的亮、灭,以及输出倒计时数值给七段数码管的分位译码电路。此外,当检测到特殊情况(HOLD=‘1’)发生时,无条件点亮红灯的二极管。本控制器可以有两种设计方法,一种是利用时钟烟的下降沿读取前级计数器的计数值,然后作出反应;另一种则是将本模块设计成纯组合逻辑电路,不需要时钟驱动。这两种方法各有所长,必须根据所用器件的特性进行选择:比如有些FPGA有丰富的寄存器资源,而且可用与组合逻辑的资源则相对较少,那么使用第一种方法会比较节省资源;而有些CPLD的组合逻辑资源则比较多,用第二种方法可能更好。

    (3)计数器设计
    这里需要的计数器的计数范围为0-90。计到90后,下一个时钟沿回复到0,开始下一轮计数。此外,当检测到特殊情况(HOLD=‘1’)发生是,计数器暂停计数,而系统复位信号RESET则使计数器异步清零。

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