綜合設(shè)計交通燈

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)《EDA技術(shù)》綜合實驗報告題目：基于Verilog的十字路口交通燈設(shè)計學(xué)院：計算機(jī)與信息安全學(xué)院專業(yè)：計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)小組成員：宋中一甘香桐甘香桐甘香桐甘香桐甘香桐指導(dǎo)教師：林科2016年12月5日基于Verilog的十字路口交通燈設(shè)計

作為一種規(guī)范的硬件描述語言

被廣泛應(yīng)用于電路的設(shè)計中。它的設(shè)計描述可被不同的工具所支持

可用不同器件來實現(xiàn)。利用

語言自頂向下的設(shè)計方法設(shè)計交通燈控制系統(tǒng)，使其實現(xiàn)道路交通的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，

突出了其作為硬件描述語言的良好的可讀性、可移植性和易理解等優(yōu)點，并通過

完成綜合、仿真。此程序通過下載到

芯片后

可應(yīng)用于實際的交通燈控制系統(tǒng)中。關(guān)鍵詞

：

；硬件描述語言；狀態(tài)；

目錄一、概述

.............................................................................................3二、任務(wù)功能

............................................ .........................................4三．系統(tǒng)設(shè)計

......................................................................................

工作原理

......................................................................4 系統(tǒng)設(shè)計方案

...........................................................5四、程序設(shè)計

........................................................................................6 源程序..........................................................................6

設(shè)備選擇

....................................................................................引腳綁定

.......................................................................................五、仿真

.................................................................................................仿真波形

...........................................

.............................硬件驗證

...........................................

.............................六、結(jié)束語

.............................................. .............................................12一：概述（

，硬件描述語言）是一種描述硬件所做工作的語言。目前，電子系統(tǒng)向集成化、大規(guī)模和高速度等方向發(fā)展，以硬件描述語言和邏輯綜合為基礎(chǔ)的自頂向下的電路設(shè)計方法在業(yè)界得到迅猛發(fā)展，在這種形勢下顯示出了巨大的優(yōu)勢，展望將來

在硬件設(shè)計領(lǐng)域的地位將與

和

在軟件設(shè)計領(lǐng)域地位一樣，在大規(guī)模數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計中，它將逐步取代傳統(tǒng)的邏輯狀態(tài)表和邏輯電路圖等硬件描述方法 而成為主要的硬件描述工具。Verilog

是工業(yè)和學(xué)術(shù)界的硬件設(shè)計者所使用的兩種主要的 之一，另一種是

VHDL?，F(xiàn)在它們都已成為標(biāo)準(zhǔn)。兩者各有特點，但 Verilog

擁有更悠久的歷史、更廣泛的設(shè)計群體 資源也遠(yuǎn)比

VHDL豐富且非常容易學(xué)習(xí)掌握。簡介：

是

公司的綜合性 PLD/FPGA開發(fā)軟件，支持原理圖、、以及

（

Description

）等多種設(shè)計輸入形式，內(nèi)嵌自有的綜合器以及仿真器，可以完成從設(shè)計輸入到硬件配置的完整設(shè)計流程。

可以在

、

以及

上使用，除了可以使用

腳本完成設(shè)計流程外，提供了完善的用戶圖形界面設(shè)計方式。具有運(yùn)行速度快，界面統(tǒng)一，功能集中，易學(xué)易用等特點。

支持

的

核，包含了 LPM/MegaFunction

宏功能模塊庫，使用戶可以充分利用成熟的模塊， 簡化了設(shè)計的復(fù)雜性、 加快了設(shè)計速度。

對第三方

工具的良好支持也使用戶可以在設(shè)計流程的各個階段使用熟悉的第三方 工具。

此外，

通過和

工具與

Matlab/Simulink 相結(jié)合，可以方便地實現(xiàn)各種 DSP應(yīng)用系統(tǒng)；支持） 的片上可編程系統(tǒng)（

開發(fā)，集系統(tǒng)級設(shè)計、嵌入式軟件開發(fā)、可編程邏輯設(shè)）計于一體，是一種綜合性的開發(fā)平臺。）二、任務(wù)功能交通燈控制系統(tǒng)主要是實現(xiàn)城市十字交叉路口紅綠燈的控制。在現(xiàn)代化的大城市中，十字交叉路口越來越多，

在每個交叉路口都需要使用紅綠燈進(jìn)行交通指揮和管理，紅、黃、綠燈的轉(zhuǎn)換要有一個準(zhǔn)確的時間間隔和轉(zhuǎn)換順序，這就需要有一個安全、自動的系統(tǒng)對紅、黃、綠燈的轉(zhuǎn)換進(jìn)行管理，本系統(tǒng)就是基于此目的而開發(fā)的?；疽螅海ǎ┰O(shè)計一個交通紅綠燈。

要求分主干道和支干道，

每條道上安裝紅（主：支：）綠（主：

，支：）黃（主：yellow1

，支：yellow2

）三種顏色燈，由四種狀態(tài)自動循環(huán)構(gòu)成。四種狀態(tài)為：東西直行、東西左轉(zhuǎn)、南北直行、南北左轉(zhuǎn)。（）在交通燈處在不同的狀態(tài)時，

設(shè)計一個計時器以倒計時方式顯示計時， 主干道上綠燈亮

，支干道上綠燈亮

。每個干道上，在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時，要求黃燈先亮

。在完成基本要求的基礎(chǔ)上，

可進(jìn)一步增加功能、

提高性能，

如綠燈亮的時間可調(diào)。三、系統(tǒng)設(shè)計

工作原理：城市十字交叉路口紅綠燈控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制主干道走向和從干道走向的紅綠燈的狀態(tài)和轉(zhuǎn)換順序，關(guān)鍵是各個狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換和進(jìn)行適當(dāng)?shù)臅r間延時，正是基于以上考慮，采用如下設(shè)計：當(dāng)主干道走向的綠燈亮?xí)r，從干道走向的紅燈亮，并保持 當(dāng)主干道走向的黃燈亮?xí)r，從干道走向的黃燈亮，并保持當(dāng)主干道走向的紅燈亮?xí)r，從干道走向的綠燈亮，并保持當(dāng)主干道走向的黃燈亮?xí)r，從干道走向的黃燈亮，并保持在

結(jié)束后又回到（

）狀態(tài)，并周期重復(fù)進(jìn)行。狀態(tài)圖如下：

秒

秒

秒

秒

系統(tǒng)設(shè)計方案：根據(jù)設(shè)計要求和系統(tǒng)所具有功能，

并參考相關(guān)的文獻(xiàn)資料經(jīng)行方案設(shè)計畫出如下所示的十字路口交通燈控制器系統(tǒng)框圖， 及為設(shè)計的總體方案，

框圖如下圖所示： 時鐘分頻模塊交通燈控制及計時模塊顯示模塊

顯示 數(shù)碼管位碼 數(shù)碼管段碼四、程序設(shè)計

源程序：

traffic(en,clk,rst,num1,num2,light1,light2,out1,out2,out3,out4,in1,in2);

en,clk,rst,in1,in2;

為使能端。

控制綠燈和紅燈亮?xí)r間output

num1,num2;output

light1,light2;output

[6:0]out1,out2,out3,out4;//

輸出四個數(shù)碼管

[6:0]out1,out2,out3,out4;

[1:0]state1,state2;

[2:0]light1,light2;

num1,num2;

red1,red2,green1,green2,yellow1,yellow2;

s0=2'b00,s1=2'b01,s2=2'b10,s3=2'b11;//四個循環(huán)狀態(tài)reg[25:0]count;reg

設(shè)置計數(shù)初值

green1<=8'b;red2<=8'b;

即

秒

green1<=8'b;red2<=8'b;end//60s

red1<=8'b;green2<=8'b;

red1<=8'b;green2<=8'b;

yellow1<=8'b;

yellow2<=8'b;//05salways@(posedge

分頻

(count==)

div<=1;count<=count+1;end

if(count==)begin

div<=0;count<=0;end

count<=count+1;

@(posedge

復(fù)位情況控制light1<=3'b001;num1<=green1;

使能有效開始控制計數(shù)

開始控制

主干道交通燈點亮控制tim1<=1;case(state1)//狀態(tài)機(jī)

num1<=green1;light1<=3'b001;state1<=s1;end

num1<=yellow1;light1<=3'b010;state1<=s2;end

num1<=red1;light1<=3'b100;state1<=s3;end

num1<=yellow1;light1<=3'b010;state1<=s0;enddefault:light1<=3'b100;

倒數(shù)計時if(num1>0)if(num1[3:0]==0)num1[3:0]<=4'b1001;num1[7:4]<=num1[7:4]-1;//

十位減

num1[3:0]<=num1[3:0]-1;

個位減

tim1<=0;light1<=3'b010;num1=2'b00;tim1<=0;

@(posedge

從干道

復(fù)位情況控制light2<=3'b100;num2<=red2;

tim2<=1;case(state1)

num2<=red2;light2<=3'b100;state2<=s1;end

num2<=yellow1;light2<=3'b010;state2<=s2;end

num2<=green2;light2<=3'b001;state2<=s3;end

num2<=yellow2;light2<=3'b010;state2<=s0;enddefault:light2<=3'b100;

倒數(shù)計時if(num2>0)if(num2[3:0]==0)num2[3:0]<=4'b1001;num2[7:4]<=num2[7:4]-1;

num2[3:0]<=num2[3:0]-1;

tim2<=0;tim2<=0;state2<=2'b00;light2<=3'b010;

@(posedge

數(shù)碼管譯碼顯示case(num1[3:0])4'b0000:

out1<=~7'b;

4'b0001:

out1<=~7'b;

4'b0010:

out1<=~7'b;

4'b0011:

out1<=~7'b;

4'b0100:

out1<=~7'b;

4'b0101:

out1<=~7'b;

4'b0110:

out1<=~7'b;

4'b0111:

out1<=~7'b;

4'b1000:

out1<=~7'b;

4'b1001:

out1<=~7'b;

default:

out1<=~7'b;

@(posedge

數(shù)碼管譯碼顯示case(num1[7:4])4'b0000:

out2<=~7'b;

4'b0001:

out2<=~7'b;

4'b0010:

out2<=~7'b;

4'b0011:

out2<=~7'b;

4'b0100:

out2<=~7'b;

4'b0101:

out2<=~7'b;

4'b0110:

out2<=~7'b;

4'b0111:

out2<=~7'b;

4'b1000:

out2<=~7'b;

4'b1001:

out2<=~7'b;

default:

out2<=~7'b;

@(posedge

數(shù)碼管譯碼顯示case(num2[3:0])4'b0000:

out3<=~7'b;

4'b0001:

out3<=~7'b;

4'b0010:

out3<=~7'b;

4'b0011:

out3<=~7'b;

4'b0100:

out3<=~7'b;

4'b0101:

out3<=~7'b;

4'b0110:

out3<=~7'b;

4'b0111:

out3<=~7'b;

4'b1000:

out3<=~7'b;

4'b1001:

out3<=~7'b;

default:

out3<=~7'b;

@(posedge

數(shù)碼管譯碼顯示case(num2[7:4])4'b0000:

out4<=~7'b;

4'b0001:

out4<=~7'b;

4'b0010:

out4<=~7'b;

4'b0011:

out4<=~7'b;

4'b0100:

out4<=~7'b;

4'b0101:

out4<=~7'b;

4'b0110:

out4<=~7'b;

4'b0111:

out4<=~7'b;

4'b1000:

out4<=~7'b;

4'b1001:

out4<=~7