课程设计（论文）-基于fpga的交通信号灯设计

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1、基于FPGA的交通信号灯设计摘要：该设计是针对交通信号灯控制器的设计问题，采用EDA技术实现的交通灯控制电路的设计方案。本设计有效的克服了传统的交通灯控制的缺点而采取自上而下的设计思路。该设计在软件QuartusⅡ9.0下应用硬件描述语言VHDL语言完成设计文件，并对其进行了功能仿真和时序仿真，且给出了相应的仿真结果，绘制出了具体的逻辑电路，最后将其下载到Alter公司生产的CycloneⅡ系列的EP2C8Q208开发板上进行逻辑验证，实现软件和硬件的安全连接，达到了对交通灯的自动安全控制的目的。关键字：交通灯控制；EDA；VHDL；QuartusⅡ；EP2

2、C8Q208TrafficcontrollightsdesignbasedonFPGAAbstract：ThedesignisfortrafficsignalcontrollerdesignissuesbasedonEDAtechnologyfortrafficlightcontrolcircuitdesign.Thisdesigneffectivelyovercomethetraditionaltrafficlightcontrolweaknessesandtakeatop-downapproachtodesign.ThedesigninsoftwareQ

3、uartusⅡ9.0underhardwaredescriptionlanguageVHDLcompletedesigndocumentsgoonfunctionalsimulationandtemporalsimulation,itdrawsoutthespecificlogiccircuitsandgivingthesimulationresults,andlastdownloadittoAltercorporateproductionofCycloneⅡseriesofEP2C8Q208DevelopmentBoardforlogicalvalidat

4、ion,itimplementsoftwareandhardwaresecurityconnectionandreachedthetrafficlightsofautomaticsafetycontrolpurposes.KeyWords:trafficlightcontrol；EDA；VHDL；QuartusⅡ；EP2C8Q208引言随着社会和汽车工业的快速发展,近几年机动车辆急剧增加,道路超负荷承载现象日趋严重,致使交通事故逐年增加。交通信号灯是城市交通有序、安全、快速运行的重要保障,而交通信号灯的正常工作就成了保障交通有序、安全、快速运行的关键。如何实

5、现人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要切实解决的问题[1]。该设计分析了现代城市交通控制与管理问题的现状，结合城乡交通的实际情况阐述了交通灯控制系统的工作原理，采用了层次化的设计方法[2]、[3]，基于VHDL语言25实现红绿灯的自动指挥的硬件实现方法。通过电路优化设计,可以使用规模更小的可编程逻辑芯片,从而降低系统成本。⒈概述随着我国城市化建设的发展，人民的生活水平日渐提高，越来越多的汽车进入了寻常老百姓的家庭，再加上政府大力发展公交车、出租车，使得道路上车辆越来越多，许多大城市如北京、上海、南京等均出现了道路交通超负荷运行的情况。道路安全问题

6、逐渐成为人们关注的热点话题，所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好现有道路资源，缓解城区的交通拥堵状况，保障人们的出行安全越来越成为交通管理亟待解决的主要问题。在这种情况下，道路交通信号灯开始发挥了越来越重要的作用，并已成为交管部门管理交通的重要工具之一。1.1交通灯的介绍当今，红绿灯安装在各个道口上，已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这一技术在19世纪就已出现了。1858年，在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的

7、议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。1914年由红绿黄三色圆形的投光器组成的红绿灯始安装于纽约市5号大街的一座高塔上。1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯[4]。信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量、提高道路通行能力，减少交通事故有明显效果。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯是通行信号，面对绿灯的车辆可以直行，左转弯和右转弯，除非另一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆都必须让合法地正在路口内行驶的车辆和过人行横道的行人优先通行。红灯是禁行信号，面对红灯的车辆必须在交叉路口的

8、停车线后停车。黄灯是警告信号，面对黄灯的车辆不能越过