基于VHDL语言的交通灯控制系统设计.pdf

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1、仪器仪表用户日遮墨旦doi：10．3969／j．issn．1671-1041。2011．03．011基于VHDL语言的交通灯控制系统设计林建华(闽南理工学院，石狮362700)摘要：用VHDL语言设计交通灯自动控制系统，并利用QuartusⅡ软件平台对设计系统进行仿真、编译，并下载到目标芯片的开发系统上(选用Cyclone系列EPIC6Q240C8芯片)。由于生成的是集成化的数字电路，没有传统设计中的接线问题，所以故障率低、可靠性高。关键词：VHDL；交通灯控制系统；QuartusⅡ；FPGA中国分类号：TP273文献标志码：AVHDLlanguagebasedthetraficlightc

2、ontrolsystemdesignLINJian—hua(MinnanUniversityofScienceandTechnology，Shishi362700，China)Abstract：VHDL．traficlightcontrolsystemdesignanduseQuartusⅡsystemsoftwareplatformdesignedtosimulate，compile，anddownloadtothetargetdevelopmentsystemonchip(optionalCycloneseriesEPIC6Q240C8chip)．Isduetotheformationo

3、ftheintegrateddigitalcircuit，thereisnowiringproblemsinthetraditionaldesign，SOthefailurerateislow，andhighreliability．Keywords：VHDL；traficlightcontrolsystem；Qua~us1；FPGAO引言2方案的确定，VHDL(Veryhighspeedintegratedcircuit)hard—2．1交通灯的工作规则waredescriptionlanguage即超高速集成电路硬件描述在十字路口的两个方向各设一组绿、红、黄、左转语言。VHDL已成为硬件描

4、述语言的业界标准之一，弯灯，它们点亮的顺序分别为：它具有很强的电路描述和建模能力，能从多个层次对南北方向：绿灯一黄灯一左转弯一红灯数字系统进行建模和描述，从而大大简化了硬件设计东西方向：红灯一绿灯一黄灯一左转弯任务，提高了设计效率和可靠性。利用VHDL语言来2．2交通灯轮流点亮的状态转换规律表设计电路，使设计方案变得更容易，大大缩短了开发从表1中可见，有6种稳定的循环工作状态，顺研制周期，提高了设计效率，而且使系统具有设计灵序为：S0_+S1一S2S3S4_S5。活，实现简单，性能稳定的特点。表1交通灯轮流点亮的状态转换规律表I=作状态南jE方向时问S东西方向时间S1交通灯控制系统设计要求S

5、O绿灯亮20红灯亮设计一个交通灯自动控制系统。要求：在十字路口S1黄灯亮5红灯亮35的两个方向各设一组红绿黄左转弯指示灯，显示顺序S2左转弯亮10红灯亮为：南北方向是绿灯、黄灯、左转弯灯、红灯；东西方向是S3红灯亮绿灯亮20红灯、绿灯、黄灯、左转弯灯；设置一组数码管，以倒计时S4红灯亮35黄灯亮5的方式显示允许通过或禁止通过的时间，其中绿灯、黄S5红灯亮左转弯亮10灯、左转弯灯、红灯的持续时间分别为20s、5s、lOs、35s。2．3显示器显示倒计时时间交通灯示意图如图l所示。显示器以倒计时的方式显示允许或禁止通行的I北II时间，其中绿灯持续点亮时间为20s，黄灯持续点亮—固@@@廷④盔时问

6、为5s，左转弯持续点亮时间为lOs，红灯持续点亮时百@一问为35s。每个方向用2位七段显示器显示倒计时间。《1)：il；@@9@3设计方案lI南I图1交通灯示意图根据交通灯的工作规则，整个系统需要设置控制欢迎订阅欢迎撰稿欢迎发布产品广告信息EICVo1．182011No．331旦退过盛墨日仪器仪表用户系统模块、显示模块，如图2所示。2)控制模块输出有两类信号：一类是控制交通灯的逻辑信号；一类是控制倒计时的BCD码。其控制信号的交通灯信号(南北)时钟信号一馏计时时间(南北)L一输出端口是：南北方向4个分别控制红灯、黄灯、左转弯控制系统L．．-．灯、绿灯的逻辑量R1、Y1、L1、G1；两组BCD

7、码数据，分别模块显示模块系统复位信号交通灯信号(东西)广一一是计时器的高位Timhl[3．．0]和低位Timll[3．．0]。东倒计时时间(东西)广西方向4个分别控制红灯、黄灯、左转弯灯、绿灯的逻辑量R2、Y2、I2、G2；两组BCD码数据，分别是计时器的高图2交通灯控制系统的设计方案位Timh2[3．．0]和低位Tirol2[3．．0]。1)显示模块由两部分组成，一部分是由七段数码管组成的倒计时显示器，每个