十字路口交通信號燈控制電路

基于FPGA的十字路口交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)周雪嬌2012.2數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求用FPGA可編程邏輯器件設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通信號燈控制電路，滿足下列控制要求：基本要求：1、綠燈亮預(yù)設(shè)時(shí)間為25s，黃燈亮預(yù)設(shè)時(shí)間為5s，紅燈亮預(yù)設(shè)時(shí)間為30s；2、預(yù)設(shè)時(shí)間通過數(shù)碼管顯示倒計(jì)時(shí)時(shí)間；3、東西方向和南北方向的信號燈能自動按綠燈→黃燈→紅燈循環(huán)顯示；擴(kuò)展要求：4、信號燈的亮燈延時(shí)時(shí)間可以手動設(shè)置；5、增加人行道上的紅燈和綠燈控制功能；6、增加十字路口出現(xiàn)交通事故等異常情況時(shí)，能通過手動控制讓東西方向和南北方向的紅燈同時(shí)點(diǎn)亮。2控制對象東西方向一組紅、黃、綠燈和一對數(shù)碼管；南北方向一組紅、黃、綠燈和一對數(shù)碼管；四條人行道兩端的紅、綠燈總共28盞燈，8個(gè)數(shù)碼管。3系統(tǒng)組成框圖核心模塊是“時(shí)序狀態(tài)控制器”，也是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。4各功能模塊電路的設(shè)計(jì)思路因EDA實(shí)驗(yàn)板上已有50MHz、4Hz等幾個(gè)時(shí)鐘信號源，因此可以通過設(shè)計(jì)一個(gè)分頻器得到1Hz的時(shí)鐘信號，當(dāng)然也可以用555芯片直接搭一個(gè)1Hz脈沖產(chǎn)生電路。4各功能模塊電路的設(shè)計(jì)思路可以選擇現(xiàn)成的具有減計(jì)數(shù)功能的計(jì)數(shù)器如74LS192，構(gòu)成十進(jìn)制兩位數(shù)的計(jì)數(shù)電路?；蛘咧苯佑肰erilogHDL編寫一個(gè)減法計(jì)數(shù)器。4各功能模塊電路的設(shè)計(jì)思路數(shù)碼管的譯碼器選擇則要根據(jù)你選擇哪種類型的數(shù)碼管來定，若用共陰極的數(shù)碼管，則可以用CD4511或7448譯碼器，若使用的是共陽極的數(shù)碼管，則要用74LS247或7447譯碼器。4各功能模塊電路的設(shè)計(jì)思路數(shù)碼管顯示電路的設(shè)計(jì)主要是選好器件（建議都用共陰極的數(shù)碼管），搞清楚引腳排列，并要考慮給每一個(gè)字段串聯(lián)一個(gè)330歐姆~510歐姆的限流保護(hù)電阻。4各功能模塊電路的設(shè)計(jì)思路信號燈用紅、黃、綠三種顏色的LED燈代替，考慮東西方向和南北方向信號燈亮滅的規(guī)律，可以進(jìn)行分組連接，以減少控制信號線，如可以把東西方向的紅、黃、綠燈連成一組，南北方向的紅、黃、綠燈連成一組。4各功能模塊電路的設(shè)計(jì)思路時(shí)序狀態(tài)控制電路是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)，需要考慮用組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路來搭建?？梢杂米g碼器、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器和門電路來設(shè)計(jì)。當(dāng)然也可以用VerilogHDL編程來實(shí)現(xiàn)。5交通燈控制器時(shí)序狀態(tài)分析5交通燈控制器時(shí)序狀態(tài)分析四個(gè)狀態(tài)的邏輯關(guān)系真值表狀態(tài)輸入輸出S1S0東西方向南北方向人行道GdxYdxRdxGnbYnbRnbrnbgnbrdxgdxt1001000011001t201010001