交通燈控制器設(shè)計實驗報告

1、設(shè)計性實驗項目名稱交通燈控制器設(shè)計實驗項目學時：3學時實驗要求：必修口選修、實驗目的1、學習與日常生活相關(guān)且較復雜數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計；2、進一步熟悉EDA實驗裝置和Quartusn軟件的使用方法;3、學習二進制碼到BCD碼的轉(zhuǎn)換；4、學習有限狀態(tài)機的設(shè)計應(yīng)用。二、實驗原理交通燈的顯示有很多方式，如十字路口、丁字路口等，而對于同一個路口又有很多不同的顯示要求，比如十字路口，車輛如果只要東西和南北方向通行就很簡單，而如果車子可以左右轉(zhuǎn)彎的通行就比較復雜，本實驗僅針對最簡單的南北和東西直行的情況。要完成本實驗，首先必須了解交通路燈的燃滅規(guī)律。本實驗需要用到實驗箱上交通燈模塊中的發(fā)光二極管，即紅、黃、綠各三

2、個。依人們的交通常規(guī)，“紅燈停，綠燈行,黃燈提醒”其交通燈的燃滅規(guī)律為：初始態(tài)是兩個路口的紅燈全亮之后，主干道的綠燈亮，鄉(xiāng)間道路的紅燈亮，主干道方向通車，延時一段時間后，鄉(xiāng)間公路來車，主干道綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，主干道紅燈亮，而同時鄉(xiāng)間公路的綠燈亮，延時一段時間后，鄉(xiāng)間公路的綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，再切換到主干道方向，重復上述過程。三、設(shè)計要求完成設(shè)計、仿真、調(diào)試、下載、硬件測試等環(huán)節(jié)，在型EDA實驗裝置上實現(xiàn)一個由一條主干道和一條鄉(xiāng)間公路的匯合點形成的十字交叉路口的交通燈控制器功能，具體要求如下：1、有MR（主紅）、MY（主黃）、MG（主綠）、CR（鄉(xiāng)紅）、CY（鄉(xiāng)

3、黃）、CG（鄉(xiāng)綠）六盞交通燈需要控制；2、交通燈由綠轉(zhuǎn)紅前有4秒亮黃燈的間隔時間，由紅轉(zhuǎn)綠沒有間隔時間；3、鄉(xiāng)間公路右側(cè)各埋有一個串連傳感器，當有車輛準備通過鄉(xiāng)間公路時，發(fā)出請求信號S=1，其余時間S=0;4、平時系統(tǒng)停留在主干道通行（MGCR）狀態(tài)，一旦S信號有效，經(jīng)主道黃燈4秒（MYCR）狀態(tài)后轉(zhuǎn)入鄉(xiāng)間公路通行（MRCG）狀態(tài)，但要保證主干道通行大于一分鐘后才能轉(zhuǎn)換；5、一旦S信號消失，系統(tǒng)脫離MRCG狀態(tài)，即經(jīng)鄉(xiāng)道黃燈4秒（MRCY）狀態(tài)進入MGCR狀態(tài)，即使S信號一直有效，MRCG狀態(tài)也不得長于20秒鐘；6、控制對象除紅綠燈之外，還包括分別在主干道和鄉(xiāng)間公路各有一個兩位十進制倒計時數(shù)碼

4、管顯示。四、主要儀器設(shè)備1、微機1臺2、Quartusll集成開發(fā)軟件1套3、EDA實驗裝置1套五、實驗步驟源程序：Omoduletraffic1(clk,s,rst,light,sel,SG);inputclk,s,rst;output5:0light;output2:0sel;output7:0SG;reg5:0light;regclk1;reg3:0sc;reg7:0count;reg7:0cnt,SG;reg2:0sel;reg3:0a;parameters0=0,s1=1,s2=2,s3=3,s4=4;initialbegincount<=8'b01100000;lig

5、ht<=6'b001100;sc=s0;endalways(posedgeclk)beginbegincnt=cnt+1;if(cnt=100)beginclk1=1'b1;cnt=0;endelseclk1=1'b0;/100分頻，CLK為數(shù)碼管掃描頻率，CLK1為計數(shù)頻率if(sel<7)sel=sel+1;elsesel=6;end/sel為數(shù)碼管選擇begincase(sel)7:a=count3:0;0數(shù)碼管為個位6:a=count7:4;1數(shù)碼管為十位default:a=0;endcasecase(a)0:SG<=8'b001111

6、11;1:SG<=8'b00000110;2:SG<=8'b01011011;3:SG<=8'b01001111;4:SG<=8'b01100110;5:SG<=8'b01101101;6:SG<=8'b01111101;7:SG<=8'b00000111;8:SG<=8'b01111111;9:SG<=8'b01101111;8段譯碼值default:SG=8'b11111111;endcaseendendalways(posedgeclk1ornegedge

7、rst)beginif(!rst)begincount=0;sc=s3;end/countsetnothingbutelse0elseif(count=0)begincase(sc)s0:beginif(s)beginsc=s1;count=8'b00000100;light=6'b010100;endelsebeginsc=s4;count=8'b01100000;endends1:begincount=8'b00100000;sc=s2;light=6'b100001;ends2:begincount=8'b00000100;sc=s3;li

8、ght=6'b100010;ends3:begincount=8'b01100000;sc=s0;light=6'b001100;ends4:beginif(s)beginsc=s1;count=8'b00000100;light=6'b010100;endelsebeginsc=s4;count=8'b01100000;light<=6'b001100;endenddefaultbeginsc=s0;count=8'h60;endendcaseendelseif(sc=s2)&(s=0)beginsc=s3;cou

9、nt=8'b00000100;light=6'b100010;endelseif(sc=s4)&(s=1)beginsc=s1;count=8'b00000100;light=6'b010100;endelseif(count3:0=4'b0000)begincount=count-7;endelsebegincount=count-1;endendendmodule管腳鎖定六、波形仿真主干道60s倒計時0II-:;VEH|LMi*iri|ffi(1*lTffi.rl-irricl-吊inu臥町nR(如t-芍im咖卯'冊曲ieH普F?tE

10、*lffitrrrh-tsja站4護曲6記丹0曰4輛1T«h.WdOwHc>B<|ffti|tTncikdviv"5mU#i9n貝慣眄畳也LtgdNdIkhTHnwnmwy母UHFLv£聖剛昨'iirwuiq*爭irtthgi巖|辱5imuLrtKnWmkrmHI誓毎恤1DbWge，昨誓IMLH49t"JSi*wjiat>E>r-WanwlRrmvaditlfelE<fdviMnjtfinIO£4u-lISStjbmI.U尹ul«-MMLi*ri”一L側(cè)址Pliririwt1*1AE毋HPkHDl

11、HlhW啲、h泅A胡疋k網(wǎng)/EXMniiB-9e419*l-tlk«wd1forHrippniiFli筍arra-s信號為1時p押亡b»L¥E丹加曰燈COH-ftF-dOwl-HJMD口日0當-|rrficizJMZ©u甞7：乜趙監(jiān)逹醫(yī)zi包p押亡b»L¥E丹加曰燈COH-ftF-dOwl-HJMD口日0當-|rrficizJMZ©u甞7：乜趙監(jiān)逹醫(yī)zi包kwhciv*.hSmJiticjiiRFpon:占1曲Nntxi!SOirnmvry巫HIFlSwWEi曲j-或Ml如出靱nvTwy出LrffHmgi£jiTul«tKn'A'vwfcnrnINILH碎0$IW,«l3CKtlBIMimJE-uwnWcurdhjIUmJIfId13li由IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIiIINIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII悄嘔輕農(nóng)邈瑩豳削毘:忙:削也冬做脇訶）旺黑腳歡哨型嵋藁