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文檔簡介
1、<p> 課 程 設 計</p><p><b> 0600000</b></p><p> 年 月 日</p><p><b> 課程設計任務書</b></p><p> 課程 EDA技術課程設計</p><p> 題目 交通燈控
2、制器</p><p> 專業(yè) 姓名 學號</p><p> 主要內容、基本要求、主要參考資料等</p><p><b> 主要內容:</b></p><p> 設計一個交通信號燈控制器,由一條主干道和一條支干道匯合成十字路口,在每個入口處設置紅、綠、黃三色信
3、號燈,紅燈亮禁止通行,綠燈亮允許通行,黃燈亮則給行駛中的車輛有時間停在禁行線外。</p><p><b> 基本要求:</b></p><p> 1、紅、綠、黃發(fā)光二極管作信號燈,用傳感器或邏輯開關作檢測車輛是否到來的信號,實驗電路用邏輯開關代替。</p><p> 2、主干道處于常允許通行的狀態(tài),支干道有車來時才允許通行。主干道亮綠燈時
4、,支干道亮紅燈;支干道亮綠燈時,主干道亮紅燈。</p><p> 3、主、支干道均有車時,兩者交替允許通行,主干道每次放行45秒,支干道每次放行25秒,設立45秒、25秒計時、顯示電路,選擇1HZ時鐘脈沖作為系統時鐘。</p><p> 4、在每次由綠燈亮到紅燈亮的轉換過程中,要亮5秒黃燈作為過渡,使行駛中的車輛有時間停到禁行線外,設立5秒計時、顯示電路。</p><
5、;p><b> 主要參考資料:</b></p><p> [1] 潘松著.EDA技術實用教程(第二版). 北京:科學出版社,2005.</p><p> [2] 康華光主編.電子技術基礎 模擬部分. 北京:高教出版社,2006.</p><p> [3] 閻石主編.數字電子技術基礎. 北京:高教出版社,2003.</p>
6、;<p> 完成期限 2010.3.12 </p><p> 指導教師 </p><p> 專業(yè)負責人 </p><p> 2010年 3月8日</p><p><b> 一、總體設計思想</b></
7、p><p><b> 1.基本原理</b></p><p> 計數模塊、置數模塊、主控制器模塊和譯碼器模塊。置數模塊將交通燈的點亮時間預置到置數電路中,計數模塊以秒為單位倒計時,當計數值減為零時,主控電路改變輸出狀態(tài),電路進入下一個狀態(tài)的倒計時。其中,核心部分是主控</p><p><b> 2.設計框圖</b><
8、/p><p> 圖一.交通燈控制系統的原理框圖</p><p> 圖二.交通燈控制器的流程圖</p><p><b> 1.設計思路:</b></p><p> 在某一十字路口交叉地帶,可設計東西走向的道路為甲車道,南北走向的道路為乙車道。甲乙車道的交通燈需按交通法則來依次交替運行。則可設計一個狀態(tài)循環(huán)的邏輯電路。&
9、lt;/p><p> 2.分析系統的邏輯功能:</p><p> 交通燈控制系統的原理框圖如圖一所示。它主要由控制器、定時器、譯碼器和秒脈沖信號發(fā)生器等部分組成。</p><p> 秒脈沖發(fā)生器是該系統中定時器和控制器的標準時鐘信號源,譯碼器輸出兩組信號燈的控制信號,經驅動電路后驅動信號燈工作,控制器是系統的主要部分,由它控制定時器和譯碼器的工作。圖中: <
10、/p><p> TL: 表示甲車道或乙車道綠燈亮的時間間隔為45秒,即車輛正常通行的時間間隔。定時時間到,TL=1,否則,TL=0。</p><p> TY:表示黃燈亮的時間間隔為5秒。定時時間到,TY=1,否則,TY=0。</p><p> ST:表示定時器到了規(guī)定的時間后,由控制器發(fā)出狀態(tài)轉換信號。由它控制定時器開始下個工作狀態(tài)的定時。</p>
11、<p> ?。?)圖甲車道綠燈亮,乙車道紅燈亮。表示甲車道上的車輛允許通行,乙車道禁止通行。綠燈亮足規(guī)定的時間隔TL時,控制器發(fā)出狀態(tài)信號ST,轉到下一工作狀態(tài)。</p><p> ?。?)甲車道黃燈亮,乙車道紅燈亮。表示甲車道上未過停車線的車輛停止通行,已過停車線的車輛繼續(xù)通行,乙車道禁止通行。黃燈亮足規(guī)定時間間隔TY時,控制器發(fā)出狀態(tài)轉換信號ST,轉到下一工作狀態(tài)。</p><p
12、> ?。?)甲車道紅燈亮,乙車道綠燈亮。表示甲車道禁止通行,乙車道上的車輛允許通行綠燈亮足規(guī)定的時間間隔TL時,控制器發(fā)出狀態(tài)轉換信號ST,轉到下一工作狀態(tài)。</p><p> (4)甲車道紅燈亮,乙車道黃燈亮。表示甲車道禁止通行,乙車道上未過停車線的車輛停止通行,已過停車線的車輛繼續(xù)通行。黃燈亮足規(guī)定的時間間隔TY時,控制器發(fā)出狀態(tài)轉換信號ST,系統又轉換到第(1)種工作狀態(tài)。 </p>
13、<p> 交通燈以上4種工作狀態(tài)的轉換是由控制器進行控制的。設控制器的四種狀態(tài)編碼為00、01、11、10,并分別用S0、S1、S3、S2表示,則控制器的工作狀態(tài)及功能如圖二所示,控制器應送出甲、乙車道紅、黃、綠燈的控制信號。為簡便起見,把燈的代號和燈的驅動信號合二為一,并作如下規(guī)定: </p><p> 圖二的控制器工作狀態(tài)及功能</p><p> 控制狀態(tài) 信
14、號燈狀態(tài) 車道運行狀態(tài)</p><p> S0(00) 甲綠,乙紅 甲車道通行,乙車道禁止通行</p><p> S1(01) 甲黃,乙紅 甲車道緩行,乙車道禁止通行</p><p> S3(11) 甲紅,乙綠 甲車道禁止通行,乙車道通行</p&g
15、t;<p> S2(10) 甲紅,乙黃 甲車道禁止通行,乙車道緩行</p><p><b> 符號含義:</b></p><p> AG=1:甲車道綠燈亮;</p><p> BG=1:乙車道綠燈亮;</p><p> AY=1:甲車道黃燈亮;</p>&l
16、t;p> BY=1:乙車道黃燈亮;</p><p> AR=1:甲車道紅燈亮;</p><p> BY=1:乙車道紅燈亮;</p><p> 由此得到交通燈控制器的流程圖,如圖二所示。設控制器的初始狀態(tài)為S0(用狀態(tài)框表示S0),當S0的持續(xù)時間小于45秒時,TL=0(用判斷框表示TL),控制器保持S0不變。只有當S0的持續(xù)時間等于45秒時,TL=1,
17、控制器發(fā)出制</p><p> 態(tài)轉換信號ST(用條件輸出框表示ST),并轉換到下一個工作狀態(tài)。</p><p> 二、設計步驟和調試過程</p><p><b> 1、總體設計電路</b></p><p> 2、模塊設計和相應模塊程序</p><p> library ieee;<
18、;/p><p> use ieee.std_logic_1164.all;</p><p> entity traffic1 is</p><p> port(clk,sensor1, sensor2, reset : in std_logic;</p><p> red1, yellow1, green1, red2, yellow2,
19、 green2 : out std_logic);</p><p> end traffic1; </p><p> architecture a of traffic1 is</p><p> type state_t is (st0,st1,st2,st3,st4,st5,st6,st7);</p><p> signal
20、state, nextstate : state_t;</p><p><b> begin</b></p><p> update_stae :</p><p> process (reset, clk)</p><p><b> begin</b></p><p>
21、; if (reset='1') then</p><p> state <= st0 ;</p><p> elsif clk 'event and clk='1'then</p><p> state <= nextstate ;</p><p><b> end i
22、f ;</b></p><p> end process;</p><p> transitions :</p><p> process (state, sensor1, sensor2)</p><p> variable cnt1,cnt2,cnt3,cnt4,cnt5,cnt6,cnt7,cnt8 :integer
23、 range 0 to 255;</p><p><b> begin</b></p><p> red1 <='0'; yellow1 <='0'; green1 <= '0';</p><p> red2 <='0'; yellow2 <=&
24、#39;0'; green2 <= '0';</p><p> case state is</p><p> when st0 =></p><p> green1 <= '1';</p><p> red2 <='1';</p><p
25、> if sensor2 = sensor1 then</p><p> nextstate <= st1;</p><p> elsif (sensor1 = '0'and sensor2 = '1') then</p><p> nextstate<= st2;</p><p>&
26、lt;b> else</b></p><p> nextstate <= st0;</p><p><b> end if;</b></p><p> when st1 =></p><p> green1 <= '1';</p><p&g
27、t; red2 <= '1';</p><p> nextstate <= st2;</p><p> when st2 =></p><p> green1 <= '1';</p><p> red2 <= '1';</p><p&g
28、t; nextstate <= st3;</p><p> when st3 =></p><p> yellow1 <= '1';</p><p> red2 <= '1';</p><p> nextstate <=st4;</p><p>
29、 when st4 =></p><p> red1 <= '1';</p><p> green2 <= '1';</p><p> if sensor2 = sensor1 then</p><p> nextstate <= st5;</p><p>
30、; elsif (sensor1 = '1'and sensor2 = '0') then</p><p> nextstate <= st6;</p><p><b> else</b></p><p> nextstate <= st4;</p><p><b
31、> end if;</b></p><p> when st5 =></p><p> red1 <= '1';</p><p> green2 <='1';</p><p> nextstate <= st6;</p><p> w
32、hen st6 => </p><p> red1 <= '1';</p><p> green2 <= '1';</p><p> nextstate <= st7;</p><p> when st7 =></p><p> red1 <
33、= '1';</p><p> yellow2 <= '1';</p><p> nextstate <= st0;</p><p><b> end case;</b></p><p> end process;</p><p><b&g
34、t; end a;</b></p><p> 3、仿真及仿真結果分析</p><p><b> 仿真圖</b></p><p><b> 三、結論及心得體會</b></p><p> 做了一周的課程設計,使我感慨頗多,有關于VHDL方面的,更多的收獲是多方面的。 </p&
35、gt;<p> VHDL程序設計也不熟煉,學的東西好像它是它,我是我似的,理論聯系不了實際。以前的匯編語言沒學好,一開始的程序這塊兒就要令我抓狂了。后來請教我們班的同學,一起學習。</p><p> 我覺得我對VHDL的一些知識在這個動手的過程中真的是從無到有增長的。一段時間里,我應該不會再如此迷惘。</p><p><b> 參考資料</b>&l
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