交通燈控制器的設(shè)計(jì)資料1講解

1、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)題目：交通燈控制器的設(shè)計(jì)院系：控制科學(xué)與工程系班級(jí)：測(cè)控1001班姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：龔軍報(bào)告時(shí)間：20133271.緒論1.1課題背景在公路交通運(yùn)輸作用愈來(lái)愈得以凸顯的今天， 公路交通安全也越來(lái)越得人們的 重視。紅綠燈安裝在各個(gè)道口上，已經(jīng)成為疏導(dǎo)交通車輛最常見(jiàn)和最有效的手段。1858年，在英國(guó)倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅、藍(lán)兩色的機(jī)械扳 手式信號(hào)燈，用以指揮馬車通行，這是世界上最早的交通信號(hào)燈。1868年，英國(guó)機(jī)械工程師納伊特在倫敦Westminster的議會(huì)大廈前的廣場(chǎng)上，安裝了世界 上最早的煤氣紅綠燈，它由紅綠兩以旋轉(zhuǎn)式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”， 綠

2、色表示“注意”。1869年1月2日，煤氣燈爆炸，使警察受傷，遂被取消。電氣啟動(dòng)的紅綠燈出現(xiàn)在美國(guó)，這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成， 1914年始安裝于紐約市5號(hào)大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮 表示“通行”。1918年，又出現(xiàn)了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種 是把壓力探測(cè)器安在地下，車輛一接近紅燈便變?yōu)榫G燈；另一種是用擴(kuò)音器來(lái)啟 動(dòng)紅綠燈，司機(jī)遇紅燈時(shí)按一下嗽叭，就使紅燈變?yōu)榫G燈。紅外線紅綠燈當(dāng)行人 踏上對(duì)壓力敏感的路面時(shí)，它就能察覺(jué)到有人要過(guò)馬路，紅外光束能把信號(hào)燈的 紅燈延長(zhǎng)一段時(shí)間，推遲汽車放行，以免發(fā)生交通事故。從1868年英國(guó)倫敦首次使用燃汽色

3、燈信號(hào)以來(lái)，城市交通信號(hào)機(jī)由手動(dòng)到自 動(dòng)，交通信號(hào)由固定周期到可變周期， 系統(tǒng)控制方式由點(diǎn)控到面控，從無(wú)車輛檢 測(cè)器到有車輛檢測(cè)器，經(jīng)歷了近百年的歷史。到 1963年加拿大Toronto市建立 了一套使用IBM650型計(jì)算的集中協(xié)調(diào)感應(yīng)控制信號(hào)系統(tǒng)，從而標(biāo)志著城市道路 交通信號(hào)系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的階段。之后，美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、日本、澳 大利亞等多家相繼建成數(shù)字電子計(jì)算機(jī)區(qū)域交通控制系統(tǒng)，這種系統(tǒng)一般還配備交通監(jiān)視系統(tǒng)組成交通管制中心。到 80年代初，全世界建有交通管制中心的城 市有300多個(gè)，代表了未來(lái)交通控制的發(fā)展方向。1.2課題研究的目的和意義隨著城市機(jī)動(dòng)車輛的不斷增加，許多大城市出現(xiàn)

4、了交通超負(fù)荷運(yùn)行的情況。因 此，自80年代后期，這些城市紛紛修建城市高速道路，在高速道路建設(shè)完成的 初期，它們也曾有效地改善了交通狀況。 然而，隨著交通量的快速增長(zhǎng)和缺乏對(duì) 高速道路的系統(tǒng)研究和控制，高速道路沒(méi)有充分發(fā)揮出預(yù)期的作用。 而城市高速 道路在構(gòu)造上的特點(diǎn)，也決定了城市高速道路的交通狀況必然受高速道路與普通 道路耦合處交通狀況的制約。所以，如何采用合適的控制方法，最大限度利用好 耗費(fèi)巨資修建的城市高速道路。緩解主干道與匝道、城區(qū)同周邊地區(qū)的交通擁堵 狀況，越來(lái)越成為交通運(yùn)輸管理和城市規(guī)劃部門亟待解決的主要問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)大部分中小城市仍采用傳統(tǒng)的交通燈控制模式，但隨著城市的不斷發(fā)展，

5、基于車流量的智能交通燈控制系統(tǒng)必將受到廣大人民的青睞。傳統(tǒng)的交通信號(hào)燈，通常采用定時(shí)分配方式控制，主要存在三方面的缺陷：（1）車道放行車輛時(shí)，十字路口經(jīng)常出現(xiàn)不同相位上車輛放行時(shí)問(wèn)相同，車輛多的一方容易出現(xiàn)車輛堆積，造成下一路口的交通阻塞；（2）當(dāng)某相位上無(wú)車時(shí)，恰好是該 相位上的車輛通行時(shí)間，則在這段時(shí)間內(nèi)，就出現(xiàn)了交通指揮盲點(diǎn)；（3）當(dāng)一 路口車流量很大時(shí)，不能夠自動(dòng)延長(zhǎng)口的綠燈時(shí)間，導(dǎo)致在一個(gè)周期內(nèi)此路口的 車輛不能完全通過(guò)。在實(shí)現(xiàn)正常交通燈控制功能的基礎(chǔ)上，本課題研究的一個(gè)方向便是智能交通， 著眼于傳統(tǒng)交通燈控制系統(tǒng)的缺陷，希望能夠緩解這些問(wèn)題。1.3國(guó)內(nèi)外研究概況在國(guó)內(nèi)普遍使用的交通

6、燈還比較落后，但處在研究階段的項(xiàng)目比較多，我個(gè)人感覺(jué)交通燈的設(shè)計(jì)不僅僅是一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，很大程度上包含了在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，交通控制系統(tǒng)基本上完成了由傳統(tǒng)的交通控制系統(tǒng)向智能交 通控制系統(tǒng)ITS的轉(zhuǎn)變，而在我國(guó)，智能交通系統(tǒng)則剛剛處于起步階段。對(duì)于傳統(tǒng)的交通控制系統(tǒng)而言，對(duì)紅綠燈一般采用定時(shí)控制，無(wú)法對(duì)實(shí)際的交通流進(jìn)行 識(shí)別優(yōu)化，以至于不能適應(yīng)交通量的不確定性和隨機(jī)性的原因，往往造成交通資源的浪費(fèi)和道路的梗阻。而智能交通控制系統(tǒng)則在不產(chǎn)生大的硬件改動(dòng)的情況下 有效的提高效率。ITS(I ntellige nt Tran sport systems) 這一國(guó)際性術(shù)語(yǔ)于1994年被正式認(rèn)定。 在此之前，

7、美國(guó)稱這類技術(shù)或相關(guān)研究項(xiàng)目為“智能車輛道路系統(tǒng)(IVHS) ”(Intelligent Vehicle Highway System)。日本將這類技術(shù)稱為 UTMS、VICS 等， 歐盟則稱之為“道路交通信息技術(shù)(RTI) ”。智能交通系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是系統(tǒng)性、信息交流的交互性以及服務(wù)的廣泛性，其核心 技術(shù)是電子技術(shù)、信息技術(shù)、通信技術(shù)、交通工程和系統(tǒng)工程。智能交通系統(tǒng)ITS 是在較完善的道路設(shè)施基礎(chǔ)上，將先進(jìn)的電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)和系 統(tǒng)工程技術(shù)集成運(yùn)用于地面交通管理所建立的一種實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效、大范圍、 全方位發(fā)揮作用的交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)。在國(guó)內(nèi)，受客觀條件的制約，ITS起步比較晚，在

8、20世紀(jì)90年代初，我國(guó) 的相關(guān)學(xué)者開(kāi)始意識(shí)到研究和開(kāi)發(fā)ITS的重要性。到90年代中期，由于受到國(guó) 外ITS研發(fā)的影響，政府部門也開(kāi)始重視對(duì)ITS的研究，隨后，又得到中央部門 和部分地方政府的支持。1999年，我國(guó)成立了全國(guó)智能交通系統(tǒng)(ITS)協(xié)調(diào)指導(dǎo)小組及辦公室，同年， 又成立了全國(guó)智能交通運(yùn)輸系統(tǒng)(ITS)專家咨詢委員會(huì)，其中，同濟(jì)大學(xué)、清華 大學(xué)、北方交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、吉林工業(yè)大學(xué)、東南大學(xué)等高校的有 關(guān)專家為咨詢委員，并啟動(dòng)了國(guó)家“九五”科技攻關(guān)課題和國(guó)家“十五”科技攻 關(guān)課題。目前，在對(duì)一些大中型城市引入的國(guó)外ITS進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上已經(jīng)逐漸 開(kāi)始摸索開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)適合自己國(guó)情的

9、ITS系統(tǒng)。2. 任務(wù)概述2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容與基本要求 設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通信號(hào)燈的控制電路。要求紅、綠燈按一定的規(guī)律亮 和滅，并在亮燈期間進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，且將運(yùn)行時(shí)間用數(shù)碼管顯示出來(lái)。 綠燈亮?xí)r，為該車道允許通行信號(hào)，紅燈亮?xí)r，為該車道禁止通行信號(hào)。要 求主干道每次通行時(shí)間為 Tx秒，支干道每次通行時(shí)間為 Ty秒。每次變換運(yùn)行 車道前綠燈閃爍，持續(xù)時(shí)間為 5秒。即車道要由X轉(zhuǎn)換為丫時(shí)，X在通行時(shí)間 只剩下5秒鐘時(shí)，綠燈閃爍顯示，丫仍為紅燈。 可以對(duì)X，丫車道上交通燈運(yùn)行的時(shí)間進(jìn)行重新設(shè)置，20 三 Tx 三 99 ,10三 Ty 三 39 對(duì)器件進(jìn)行在系統(tǒng)編程和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 寫(xiě)出設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并打印

10、各層次的源文件和仿真波形，然后作簡(jiǎn)要說(shuō)明。3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)思路關(guān)鍵詞：主/支干道紅綠燈時(shí)間設(shè)置綠燈閃爍倒計(jì)時(shí)根據(jù)交通燈控制器要實(shí)現(xiàn)的功能，主控制模塊考慮使用幾個(gè)并行執(zhí)行的always 模塊來(lái)分別控制A、B兩個(gè)方向的4盞燈的變化。這些always模塊使用同一個(gè)時(shí) 鐘信號(hào)。四個(gè)燈按如下順序點(diǎn)亮，并且循環(huán)往復(fù)：每種燈亮的時(shí)間采用一個(gè)減法計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器用同步預(yù)置法設(shè)計(jì)，這樣只需改變預(yù)置數(shù)據(jù)，就能改變計(jì)數(shù)器的模；同時(shí)可以利用開(kāi)關(guān)編碼來(lái)實(shí)時(shí)設(shè)置 各綠燈的亮燈時(shí)間，方便手動(dòng)改變X、丫兩條路線的通行時(shí)間。使用DE0開(kāi)發(fā)板，必須考慮到可用資源的有限性。DE（開(kāi)發(fā)板上有10個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)，4個(gè)數(shù)碼管，

11、10個(gè)發(fā)光二極管。為了便于顯示亮燈時(shí)間，計(jì)數(shù)器的輸出均采 用BCD碼，顯示由4個(gè)數(shù)碼管來(lái)完成，X方向和丫方向各用兩個(gè)數(shù)碼管，置數(shù) 的時(shí)間在相應(yīng)的數(shù)碼管上顯示。3.2系統(tǒng)框圖與說(shuō)明3.3狀態(tài)轉(zhuǎn)換表LA、LB分別表示主干道直行綠燈和紅燈LC、LD分別表示支干道直行綠燈和紅燈 此交通燈系統(tǒng)工作主要有5個(gè)時(shí)間間隔，分別為：1. 主干道直行綠燈時(shí)間，可手動(dòng)設(shè)置2. 主干道直行紅燈時(shí)間，與3 （支干道直行綠燈時(shí)間）相同3. 支干道直行綠燈時(shí)間，可手動(dòng)設(shè)置4. 支干道直行紅燈時(shí)間，與1 （主干道直行綠燈時(shí)間）相同5主/支干道綠燈閃爍時(shí)間，時(shí)間為 5秒由于結(jié)合實(shí)際的十字路口交通燈的情況，將其簡(jiǎn)化為 4個(gè)狀態(tài):

12、狀態(tài)1主干道亮直行綠燈，支干道亮直行紅燈，兩者時(shí)間相同狀態(tài)2主干道直行綠燈最后5秒閃爍，支干道亮直行紅燈狀態(tài)3支干道亮直行綠燈，主干道亮直行紅燈，兩者時(shí)間相同狀態(tài)4支干道直行綠燈最后5秒閃爍，主干道亮直行紅燈3.4輸入輸出設(shè)計(jì)3.4.1開(kāi)關(guān)輸入本設(shè)計(jì)系統(tǒng)共需要10個(gè)開(kāi)關(guān)，其中sw0sw3用來(lái)對(duì)主支干道的時(shí)間進(jìn)行設(shè)置, sw4sw7用來(lái)選擇需要設(shè)置時(shí)間的數(shù)碼管，sw8為復(fù)位開(kāi)關(guān)，sw9為清零開(kāi)關(guān)swO:用于對(duì)主支干道的時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，二進(jìn)制編碼，撥上去表示1,撥下來(lái)表示0sw1:用于對(duì)主支干道的時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，二進(jìn)制編碼，撥上去表示1,撥下來(lái)表示0sw2：用于對(duì)主支干道的時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，二進(jìn)制編碼，撥

13、上去表示1,撥下來(lái)表示0sw3：用于對(duì)主支干道的時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，二進(jìn)制編碼，撥上去表示1,撥下來(lái)表示0sw4:用來(lái)選擇需要設(shè)置時(shí)間的數(shù)碼管， 撥上去表示對(duì)支干道通行時(shí)間的個(gè)位進(jìn) 行時(shí)間設(shè)置sw5:用來(lái)選擇需要設(shè)置時(shí)間的數(shù)碼管，撥上去表示對(duì)支干道通行時(shí)間的十位進(jìn) 行時(shí)間設(shè)置sw6：用來(lái)選擇需要設(shè)置時(shí)間的數(shù)碼管，撥上去表示對(duì)主干道通行時(shí)間的個(gè)位進(jìn) 行時(shí)間設(shè)置sw7：用來(lái)選擇需要設(shè)置時(shí)間的數(shù)碼管，撥上去表示對(duì)主干道通行時(shí)間的十位進(jìn) 行時(shí)間設(shè)置sw8：復(fù)位開(kāi)關(guān)，撥上去可以選擇數(shù)碼管對(duì)時(shí)間進(jìn)行設(shè)置，撥下來(lái)開(kāi)始通行時(shí)間 的倒計(jì)時(shí)sw9:清零開(kāi)關(guān)，設(shè)置時(shí)間時(shí)，撥上去對(duì)所設(shè)置的時(shí)間清零，重新設(shè)置當(dāng)然，也少不了時(shí)

14、鐘信號(hào)的輸入，這里不用外接信號(hào)源，利用 DE0開(kāi)發(fā)板上 自帶的信號(hào)發(fā)生器就好。原時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生的是 50MHz的信號(hào)，輸入到各個(gè)模塊 之前先進(jìn)行一步分頻，就可以很好的使用了。342輸出設(shè)計(jì)分別用4個(gè) LED燈來(lái)表示X、丫干道的紅綠燈，用2個(gè)LED燈來(lái)表示操作錯(cuò)誤時(shí) 的報(bào)錯(cuò)提示和設(shè)置時(shí)間超出規(guī)定范圍的提示。用 4個(gè)數(shù)碼管來(lái)計(jì)數(shù)，第一對(duì)兒顯 示主干道的綠燈和支干道的紅燈時(shí)間，第二對(duì)兒顯示支干道的綠燈和主干道的紅 燈時(shí)間。時(shí)間設(shè)置時(shí)，在相應(yīng)的數(shù)碼管上進(jìn)行。3.4.3引腳配置與說(shuō)明將各個(gè)引腳配置表列出如下表，同時(shí)給出引腳配置圖如下:Top View - Wire BondCyclone II - EP2

15、C35F672C6AD4SXS0eAHVn 0e CIEOOQCIQQ olasEI國(guó)CGO O9QG Ao-vooefloox0-0 凱 oooooooci OA0OO9OGUOO _ 召倉(cāng)Acov I QQoavQE o DQO2 e A A V &G0SXC.A- SVC o- 0o*3oa):QOOCJA-OEO口)000 VGlo-O-A- oovl- fi00 J ; vo00O.(?VJA Q Q Q 0- ooQead 瘡 JA.h-Q_Qo &AKot? % ? 祐 E & 0oA-to I 眺 g 0)6|03 O-OGC0O- GAQ QOQA-OzoveAA4V-Vo

16、百A AOCI0QC-ooooo 0od)OD-eo EGA v;d oQessoo00 xoc砂V xoc)oQHax&0o0GAvL$H2A4ft OOQVOGCE cov*CJOAI -VA也&Q0 哥QAQV)公0A XA-0a-vv xvxVQra 茅AHI2Q4 Ecrl-,-Ao9VAC4引腳配置表如下:PNode NjmeDF ec tanOutpututoututojtOutputLocalionPIMJ1PIMJ2PINJ3PIN !H1errorOutputPiN ElerrorlOutputP.INJ2in_5OMHzInputPiN_G21led 1GOulputPS

17、NJlledl5OuiputPJNJF15led 1(4OuiputP!hl_A19nputpnNJ52led 1(3OulptitPINJB197ledl：2OutputPIN C19/ BankVREF Gp 好 tandgni 2溥Y 亡他ulH N 5 厲亡他口町2.5 V (default)3.5 V (deult)事 1_ND2. 5 k (default)B1_NO2. 5 V (default)Bl_N02. 5 V (defiault)B6_N115 V (default)B7_N02.5 V (defeutt)B7_N0ISV (血缶 ult)B7_N02 5、(defau

18、lt)B7=N02 5 V (tkfauHjledlll ledlfOlIed26Ied251led241ledaSOutputDuiputOutputOu tou toutputoutput&M2Outputled6led-WSIed44PIN)均 PfNjGlSPINJP1SFIN. JB16PINE15肌NO 刃10 為0即_Nl酮107 NQZ 5 V (default)2.5 V (defaull:) 玄 V fd對(duì)占ult)2.5 V (default)2-5 V (defauli：)2.5 V (default)2.5 v (default)ledJflI曲3(0】OUtpiJi

19、tPINJB177OutputP1NJF14?OuiputPIN_A137OulputPIN B137outputPiN A177CumctPIN_AH_JOunxitPIN BHjutpu tutpu tOuiputOutpui:utoutPINJEH1RDM A15PfNjEllPIMJF11PfNJHlZB7_NiB7JNIB7.N0BLNiBJNtB7_N1BTNlB7N1B7.N1B7JHB7 Nl2. 5 V (default) 2. 5 V (deFault) 2.5 V (default)25 V (default) 2.5 V (default)2.5 V (血Ifautt)

20、 Z5(dEfiauft) Z 5 V (defauHtj Z 5 V (default)2.5 V (du他ult) N V 怙ult衍 ult)S7_N12. 5 V (debult)33Q Ied43OutputPIN屮 137B7.N12.5 (defBult)34t* Ied42OutputPINJG127盯_N12.5 V (default)S5* Ied4lOutputPIN F12707_N12.5 V (default)35e Ied4pOutputPXJF131B7_N12.5 V (defeul:：p_If- rstInputPMJ410T.NDi,SV (default

21、)E xu3frihufrlput:01 NO2.5 V (default)甜M XLHTShu2InputPBIJH71H1JM02.5 V(defBult)4(M manshulInputP1NJ7101JI12.5 V (default)41XUSH5hu0lInputPINJG51Eg2.5 V (default)422 zhshu3InputPDNJG4101JMO2.5 V (default)43滬 jHu2InputPINJH6101 NO2.5 Vdefeul:：44曠zh機(jī)1InputPIN 屮 5IOl.NO2,5 V (default452 2hshu0InputPW J

22、61Bl NO2.SV (default)46Cnpw mdip3.5系統(tǒng)模塊仿真進(jìn)行系統(tǒng)仿真其實(shí)是和寫(xiě)程序代碼同步進(jìn)行的， 在每編寫(xiě)一個(gè)模塊后，都要進(jìn) 行編譯仿真，這樣能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，避免的最后出現(xiàn)一堆問(wèn)題不好排除錯(cuò)誤， 提 高檢驗(yàn)的效率。這里對(duì)關(guān)鍵模塊進(jìn)行仿真，以保證每一步設(shè)計(jì)的可靠性。至于總 體的仿真，個(gè)人認(rèn)為沒(méi)有必要：一方面總體仿真操作太多，頻繁改變信號(hào)不科學(xué)； 另一方面，下載到開(kāi)發(fā)板上看功能是否正常更為直接、 方便，故總體驗(yàn)證采用開(kāi) 發(fā)板而不是仿真。3.5.1分頻模塊fenpin (CLK,clk);名稱：分頻模塊;功能：將50MHz的輸入信號(hào)分頻為1Hz的輸出信號(hào)；這個(gè)模塊理論上雖

23、然可以仿真，但是1Hz和50MHz數(shù)量級(jí)相差太大，即使仿 真結(jié)果正確，也無(wú)法直觀的用眼睛觀察出來(lái)，所以這里不在列出該模塊的仿真圖 形，其模塊的正確性可以在以后的開(kāi)發(fā)板上明顯的體現(xiàn)出來(lái)。3.5.2時(shí)間設(shè)置模塊zhishu(cr,clk,rst,xua nshu,zhishu,tx1,tx2,ty1,ty2,tx,ty,error,error1);名稱：時(shí)間設(shè)置模塊；功能：手動(dòng)設(shè)置主支干道綠燈通行時(shí)間仿真波形如下：日 xuaDshu3-r, 210日 zhishu-a- 33.5.3譯碼模塊display(qout,led);名稱：譯碼模塊；功能：將數(shù)值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)數(shù)碼管的編碼; 仿真波形如下：0

24、outzl0皿出Q誠(chéng)出3 ratz43.5.4復(fù)位開(kāi)關(guān)選擇模塊fuwei(rst,i nx,i ny,outz);名稱：復(fù)位開(kāi)關(guān)選擇模塊；功能：實(shí)現(xiàn)設(shè)置時(shí)間和倒計(jì)時(shí)的切換; 仿真波形如下：巧tk 1! I 11 Iliilbiiii! i 1p 111!田 Kuan實(shí)hi!I lli 1 !；ri i i i i i i i i i41 Illi1 J 1 p1 1111 11r1 I 11: 田 zhishuA蝕廠11411r1 1 1 1 1 1p I I 111IlliH outzlA r(00 out宓A(chǔ) FW1/(1 h I 11111h 111191 h d 111 1+j out

25、z3A :1 1 1 1o1 II 111111 I II1IlliJ0A Cr11 p I 1 ll1BP I J!|11 V 1 qJ1 1 1 1 1 11 R I q i 11 I v i q i1 R 1!1 I 1 p 1111|i 1!143.5.5控制模塊kon gzhi(clk,rst,txa,tya,LA 丄B,LC,L D,tx,ty);名稱：控制模塊；功能：根據(jù)設(shè)置的時(shí)間和倒計(jì)時(shí)的時(shí)間對(duì)主支干道的紅綠燈進(jìn)行控制 仿真波形如下：4. 使用說(shuō)明4.1輸出顯示用數(shù)碼管來(lái)顯示計(jì)時(shí)，具體各個(gè)作用如下:左邊兩個(gè)數(shù)碼管表示主干道X的計(jì)時(shí)器的十位和個(gè)位數(shù)字。對(duì)時(shí)間進(jìn)行設(shè)置時(shí) 也在其上面

26、顯示。右邊兩個(gè)數(shù)碼管表示支干道Y的計(jì)時(shí)器的十位和個(gè)位數(shù)字。對(duì)時(shí)間進(jìn)行設(shè)置時(shí) 也在其上面顯示。分別用6個(gè)LED丁來(lái)表示主支干道的紅綠燈和報(bào)錯(cuò)燈。右一燈表示主干道綠燈。 右二燈表示主干道紅燈。 右三燈表示支干道綠燈。右四燈表示支干道紅燈。左一燈表示操作錯(cuò)誤時(shí)的報(bào)錯(cuò)燈。 左二燈表示置數(shù)時(shí)超出范圍的提示燈。4.2輸入開(kāi)關(guān)第一個(gè)開(kāi)關(guān)是清零開(kāi)關(guān)，用于置數(shù)時(shí)對(duì)所有數(shù)字清零。第二個(gè)開(kāi)關(guān)是復(fù)位開(kāi)管，撥上去是設(shè)置時(shí)間，撥下來(lái)是開(kāi)始倒計(jì)時(shí)。第三到第六個(gè)開(kāi)關(guān)是在置數(shù)時(shí)選擇數(shù)碼管的開(kāi)關(guān)，第三個(gè)開(kāi)關(guān)撥上去其他的三 個(gè)開(kāi)關(guān)撥下來(lái)選擇第一個(gè)數(shù)碼管，第四個(gè)開(kāi)關(guān)撥上去其他的三個(gè)開(kāi)關(guān)撥下來(lái)選擇 第二個(gè)數(shù)碼管，一次類推。第七到第十個(gè)

27、開(kāi)關(guān)是設(shè)置時(shí)間的開(kāi)關(guān)，才用二進(jìn)制編碼，撥上去代表1,撥下來(lái)代表0,當(dāng)對(duì)每一個(gè)數(shù)碼管置數(shù)時(shí)，可以選擇他們四個(gè)的組合而置出09實(shí)驗(yàn)總結(jié)及心得體會(huì)5.1心得體會(huì)完成課程設(shè)計(jì)的基本要求。基本要求中，做到了紅綠燈轉(zhuǎn)換，綠燈閃爍，設(shè)置 通行時(shí)間。雖然這些功能可以實(shí)現(xiàn)，但是畢竟過(guò)于簡(jiǎn)單，僅僅有這些功能是不夠 的，在實(shí)際運(yùn)用中如果僅僅有這些功能， 就根本沒(méi)有任何價(jià)值，所以必須進(jìn)行功 能的擴(kuò)展。增強(qiáng)動(dòng)手能力。這是一個(gè)將我們平時(shí)所學(xué)運(yùn)用于實(shí)踐的機(jī)會(huì)， 而這正是我們學(xué) 生最欠缺的，正好可以彌補(bǔ)我們的不足，增強(qiáng)我們的動(dòng)手能力，在實(shí)踐中運(yùn)用我 們的知識(shí)解決實(shí)際的問(wèn)題。當(dāng)我們?cè)谟龅嚼щy的時(shí)候不應(yīng)該氣餒， 而應(yīng)該要努力 去

28、解決問(wèn)題。當(dāng)遇到真正自己無(wú)法解決的，可以多和同學(xué)討論或者是向老師請(qǐng)教。 好多事情可能在沒(méi)做之前覺(jué)得很困難，但是一旦你真正開(kāi)始投入精力去做的時(shí) 候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)事情沒(méi)有你想的那么難。而且你能夠感覺(jué)到你在其中收獲了很多。設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)的能力得以提升。在進(jìn)行Verilog編寫(xiě)的時(shí)候，對(duì)于wire與reg的變量開(kāi)始總是會(huì)用錯(cuò)，導(dǎo)致編譯不能通過(guò)，之后查看了資料發(fā)現(xiàn)了我們完全用 c語(yǔ)言的思路進(jìn)行代碼的編寫(xiě)，由于Verilog中的always語(yǔ)句中是并行執(zhí)行的，所 以不是像我們想的順序執(zhí)行，這樣寫(xiě)出的代碼的仿真經(jīng)常會(huì)與我們所想的有一些 出入，而且引起不必要的時(shí)序的混亂。同時(shí)在進(jìn)行代碼與仿真的同時(shí)，加強(qiáng)了自 己的查

29、錯(cuò)改錯(cuò)的能力，完善了自己的 Verilog功底，加深了對(duì)硬件電路的認(rèn)識(shí)。 通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，使我更深的了解了 Verilog編程時(shí)的一種模塊化的思想。在設(shè)計(jì) 的時(shí)候，由于我們接觸的一般都是小模塊，所以對(duì)于小模塊的編寫(xiě)還是比較習(xí)慣 的，然而這次的交通燈的設(shè)計(jì)卻是一個(gè)比較大的完整的項(xiàng)目。故采用從上到下的設(shè)計(jì)方法，先設(shè)計(jì)整體的主模塊，然后再分別設(shè)計(jì)各個(gè)所需要的模塊， 這樣做的 一個(gè)好處就是到時(shí)進(jìn)行整合的時(shí)候可以更好的銜接而不會(huì)不連貫的現(xiàn)象。5.2改進(jìn)與展望這次課程設(shè)計(jì)我也在網(wǎng)絡(luò)、書(shū)籍資料上找了很多關(guān)于交通的信息， 雖然自己已 經(jīng)能比較完整的做好了自己的設(shè)計(jì)內(nèi)容， 但是這僅僅是非常簡(jiǎn)單的交通燈，今后 我們

30、交通會(huì)越來(lái)越發(fā)達(dá)，具體表現(xiàn)在道路會(huì)越來(lái)越寬，通行能力會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，路 口也會(huì)越來(lái)越復(fù)雜，那么就要求設(shè)計(jì)的交通燈控制系統(tǒng)要更加智能化、人性化。彬芳大逍方中環(huán)樂(lè)路十字豁口空迎信號(hào)燈譏和皿置圖 20006比如圖的設(shè)計(jì)，這是我在網(wǎng)上找到的一個(gè)比較復(fù)雜的路口， 上面交通燈的控制也 更加有難度。尤其是在人行道的控制需要花費(fèi)很大的心思。這種設(shè)計(jì)更加貼近生 活,更加實(shí)用。這次設(shè)計(jì)的十字路口簡(jiǎn)單的紅綠燈是最基本的，已經(jīng)不能滿足現(xiàn)在交通的 需求。故需要我們更加深入的探索。開(kāi)發(fā)出更加智能的交通系統(tǒng)。參考文獻(xiàn)1. 謝自美.電子線路設(shè)計(jì)綜合設(shè)計(jì).華中科技大學(xué)出版社，20062. 羅杰，謝自美.電子線路設(shè)計(jì).實(shí)驗(yàn)測(cè)試（第4

31、版）電子工業(yè)出版社，2008.43. 王金明.Verilog HDL程序設(shè)計(jì)教程人民郵電出版社.2004.1附錄程序源代碼/*/頂層模塊Moduletrafficlight(cr,rst,in_50MH z, xua nshu,zhishu,LA 丄B,LC,L D,led1,led2,led3,led4,error,error1); in putin_50MHz;in put rst;in put cr;in put 3:0xua nshu;in put 3:0zhishu;output 6:0led1;output 6:0led2;output 6:0led3;output 6:0led4

32、;output LA,LB,LC, LD;output error;output error1;wire clk;wire 3:0tx2;wire 3:0tx1;wire 3:0ty2;wire 3:0ty1;wire 6:0tx;wire 6:0ty;wire 6:0txa;wire 6:0tya;wire 3:0ta;wire 3:0tb;wire 3:0tc;wire 3:0td;wire 3:0outz1;wire 3:0outz2;wire 3:0outz3;wire 3:0outz4;freqDiv Z1(in_50MH z, clk);zhishu D1(cr,clk,rst,x

33、ua nshu,zhishu,tx1,tx2,ty1,ty2,txa,tya,error,error1); kon gzhi K1(clk,rst,txa,tya,LA ,LB,LC, LD,tx,ty);display F1(outz1,led1);display F2(outz2,led2);display F3(outz3,led3); display F4(outz4,led4); zhua nhua n (tx,ty,ta,tb,tc,td); switch S1(rst,tx1,ta,outz1); switch S2(rst,tx2,tb,outz2); switch S3(rs

34、t,ty1,tc,outz3); switch S4(rst,ty2,td,outz4);en dmodule分頻模塊module freqDiv(in_50MH z, out_1Hz);in put in_50MH z;output out_1Hz;reg out_1Hz;reg 24:0cnt;always(posedge in_50MHz) beg inent = ent + 1b1; if(cnt 24999999) out_1Hz =50000000) ent =0;else out_1Hz =1;endenden dmodule轉(zhuǎn)換模塊module zhua nhua n( tx,

35、ty,ta,tb,tc,td);in put 6:0tx;in put 6:0ty;output reg 6:0ta;output reg 6:0tb;output reg 6:0tc;output reg 6:0td;always(tx,ty)beg in ta=tx/10; tb=tx%10; tc=ty/10; td=ty%10;enden dmodule置數(shù)模塊module zhishu (cr,clk,rst,xua nshu,zhishu,tx1,tx2,ty1,ty2,tx,ty,error,error1); in put clk; in put rst;in put cr;in

36、 put 3:0xua nshu;in put 3:0zhishu;output reg 3:0tx1;output reg 3:0tx2;output reg 3:0ty1;output reg 3:0ty2;output 6:0tx;output 6:0ty;output reg error;output reg error1;assig n tx=tx1*10+tx2;assign ty=ty1*10+ty2;always(xua nshu,zhishu,cr)beg inif(cr)beg intx1=0;tx2=0;ty1=0;ty2=0;end else if(rst)begi n

37、error=0;error1=0;if(xua nshu3:0=4b1000)begi ncase(zhishu3:0)4b0000:tx1=4d0;4b0001:tx1=4d1;4b0010:tx1=4d2;4b0011:tx1=4d3;4b0100:tx1=4d4;4b0101:tx1=4d5;4b0110:tx1=4d6;4b0111:tx1=4d7;4b1000:tx1=4d8;4b1001:tx1=4d9;default:error=1;endcaseendelse if(xua nshu3:0=4b0100)begi ncase(zhishu3:0)4b0000:tx2=4d0;4

38、b0001:tx2=4d1;4b0010:tx2=4d2;4b0011:tx2=4d3;4b0100:tx2=4d4;4b0101:tx2=4d5;4b0110:tx2=4d6;4b0111:tx2=4d7;4b1000:tx2=4d8;4b1001:tx2=4d9;default:error=1;endcaseendelse if(xua nshu3:0=4b0010)begi ncase(zhishu3:0)4b0000:ty1=4d0;4b0001:ty1=4d1;4b0010:ty1=4d2;4b0011:ty1=4d3;4b0100:ty1=4d4;4b0101:ty1=4d5;4b0110:ty1=4d6;4b0111:ty1=4d7;4b1000:ty1=4d8;4b1001:ty1=4d9;default:error=1;endcaseendelse if(xua nshu3:0=4b0001)begi ncase(zhishu3:0)4b0000:ty2=4d0;4b0001:ty2=4d1;4b0010:ty2=4d2;4b0011:ty2=4d3;4b0100:ty2=4d4;4b0101:ty2=4d5;4b0110:ty2=4d6;4b0111:ty2=4d7;4b1000:ty2=4d8;4b1001:ty2=4d9; default:error=1;