数字电路课程设计：交通灯设计

电自08班周星星20080711126课 程 设 计 报 告课程设计课题：交通灯报告人：周星星 20080711126同组成员：包晓红、李振明、徐林课程设计时间：12月05日-12月17日 课题：交通灯项目提纲:1-主要功能1.1-交通灯各个模式转换表1.2-交通灯LCD显示格式2-各个模块程序2.1-交通灯LCD显示模块程序2.2-交通灯主控制模块程序3- 原理图 4-心得体会1、 主要功能本交通灯共有4个指示灯（南北主干道直走SN、南北主干道向左拐SWNE、东西主干道直走EW、东西主干道向左拐WNES），有 3种模式（白天模式、黑夜模式、紧急模式）。1.1交通灯各个模式转换表A.白天模式 条件：复位信号R=0;正常/紧急信号CM=0;昼夜信号SWITCH=1.南北南北左拐东西东西左拐S0绿灯40s红灯00s红灯70s红灯00sS1黄灯05s红灯00s红灯30s红灯00sS2红灯00s绿灯20s红灯25s红灯00sS3红灯00s黄灯05s红灯05s红灯00sS4红灯50s红灯00s绿灯20s红灯00sS5红灯30s红灯00s黄灯05s红灯00sS6红灯25s红灯00s红灯00s绿灯20sS7红灯05s红灯00s红灯00s黄灯05s B.黑夜模式条件：复位信号R=0;正常/紧急信号CM=0;昼夜信号SWITCH=0.南北南北左拐东西东西左拐S0绿灯20s红灯00s红灯40s红灯00sS1黄灯05s红灯00s红灯20s红灯00sS2红灯00s绿灯10s红灯15s红灯00sS3红灯00s黄灯05s红灯05s红灯00sS4红灯35s红灯00s绿灯15s红灯00sS5红灯20s红灯00s黄灯05s红灯00sS6红灯15s红灯00s红灯00s绿灯10sS7红灯05s红灯00s红灯00s黄灯05s C.紧急模式 条件：复位信号R=0; 正常/紧急信号CM=1南北南北左拐东西东西左拐S0红灯00s红灯00s红灯00s红灯00s1.2交通灯LCD显示格式SNSNEWEW灯灯灯灯2.各个模块程序 2.1交通灯主控制模块-交通灯主控制程序- 1.设置环境为十字路口。- 2.配置灯：南北向、东西向左走/直走右走指示灯各一。- 3.采用6000000分频，以期达到秒脉冲计时的效果。- 4.具备紧急、白天、夜晚三种模式；复位后可任意切换。LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL; entity JTD is port (CPIN,R ,SWITCH,CM:IN STD_LOGIC; SN,SWNE,EW,WNES :OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); EWRYG,SNRYG,SWNERYG,WNESRYG：OUT STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0) );end entity;-器件名称：JTD- 端口及其作用：- CPIN: 时钟脉冲输入 R: 复位信号输入-SWITCH: 白天/夜间模式切换信号输入- CM: 正常/紧急模式切换信号输入-SN: 南北向倒计时输出 SWNE: 南北向左指灯倒计时输出-EW: 东西向倒计时输 WNES: 东西向左指灯倒计时输出architecture JGT of JTD isSIGNAL CTEW,CTSN,CTSWNE,CTWNES：STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);SIGNAL CPCT: INTEGER RANGE 0 TO 6000000;SIGNAL CP: STD_LOGIC;TYPE STATES IS (S0,S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7);SIGNAL S: STATES;-实体名称：JGT-定义信号和类型变量：-CTSN: 南北向倒计时影子信-CTSWNE: 南北向左指灯倒计时影子信号-CTEW: 东西向倒计时影子信号-CTWNES: 东西向左指灯倒计时影子信号- CP: 内置时钟信号 CPCT: CP脉冲计时信号- S: 状态切换变量，仅可以取S0到S7共8个不同的值BEGINPROCESS(CPIN,R)BEGINIF R=1 THEN CPCT=6000000;ELSIF CPIN=1 AND CPIN EVENT THEN IF CPCT=0 THEN CPCT=6000000;CP=NOT CP; ELSE CPCT=CPCT-1; END IF;END IF;END PROCESS;-延时进程-作用：为下面的主进程提供合适的激励-采用6000000分频，保证数据经过足够长的时间后被改变。PROCESS(SWITCH,CM,CP,R)BEGINIF CM=0 THENIF SWITCH=1 THENIF R=1 THENS=S0;CTSN=X28;CTEW=X46;CTWNES=X00;CTSWNE=X00;SNRYG=001;EWRYG=100;SWNERYG=100;WNESRYGIF CTSN=X01 THEN S=S1;CTSN=X05;CTEW=X1E;SNRYG=010;EWRYG=100；SWNERYG=100;WNESRYG=100; ELSE CTSN=CTSN-1;CTEWIF CTSN=X01 THEN S=S2;CTEW=X19;CTSN=X00;CTSWNE=X14; SWNERYG=001;EWRYG=001;WNESRYG=100;SNRYG=100; ELSE CTSN=CTSN-1;CTEWIF CTSWNE=X01 THEN S=S3;CTSWNE=X05;CTEW=X05; SWNERYG=010;EWRYG=100; WNESR YG=100;SNRYG=100; ELSE CTSWNE=CTSWNE-1;CTEWIF CTSWNE=X01 THEN S=S4;CTSN=X32;CTSWNE=X00;CTEW=X14; SNRYG=100;EWRYG=001;SWNERYG=100;WNESRYG=100; ELSE CTSWNE=CTSWNE-1;CTEWIF CTEW=X01 THEN S=S5;CTSN=X1E;CTEW=X05; SNRYG=100;EWRYG=010;SWNERYG=100;WNESRYG=100; ELSE CTSN=CTSN-1;CTEWIF CTEW=X01 THEN S=S6;CTSN=X19;CTWNES=X14;CTEW=X00; SNRYG=100;WNESRYG=001;SWNERYG=100;EWRYG=100; ELSE CTSN=CTSN-1;CTEWIF CTWNES=X01 THEN S=S7;CTSN=X05;CTWNES=X05; SNRYG=100;EWRYG=010;SWNERYG=100;WNESRYG=100; ELSE CTSN=CTSN-1;CTWNESIF CTWNES=X01 THEN S=S0;CTSN=X28; CTEW=X46;CTWNES=X00; SNRYG=001;EWRYG=100;SWNERYG=100;WNESRYG=100; ELSE CTSN=CTSN-1;CTWNESNULL; END CASE; END IF;ELSIF SWITCH=0 THENIF R=1 THENS=S0;CTSN=X14;CTEW=X28;CTWNES=X00;CTSWNE=X00;SWNERYG=100;WNESRYG=100;SNRYG=001;EWRYGIF CTSN=X01 THEN S=S1;CTSN=X05;CTEW=X14; SNRYG=010;EWRYG=100;SWNERYG=100;WNESRYG=100; ELSE CTSN=CTSN-1;CTEWIF CTSN=X01 THEN S=S2;CTEW=X05;CTSN=X00;CTSWNE=X0F; SWNERYG=001;EWRYG=100;SNRYG=100;WNESRYG=100; ELSE CTSN=CTSN-1;CTEWIF CTSWNE=X01 THEN S=S3;CTSWNE=X05;CTEW=X05; SWNERYG=010;EWRYG=100;SNRYG=100;WNESRYG=100; ELSE CTSWNE=CTSWNE-1;CTEWIF CTSWNE=X01 THEN S=S4;CTSN=X23;CTSWNE=X00;CTEW=X0F; SNRYG=100;EWRYG=001;SWNERYG=100;WNESRYG=100; ELSE CTSWNE=CTSWNE-1;CTEWIF CTEW=X01 THEN S=S5;CTSN=X14;CTEW=X05; SNRYG=100;EWRYG=010;SWNERYG=100;WNESRYG=100; ELSE CTSN=CTSN-1;CTEWIF CTEW=X01 THEN S=S6;CTSN=X0F;CTEW=X00;CTWNES=X0A; SNRYG=100;WNESRYG=001;SWNERYG=100;EWRYG=100; ELSE CTSN=CTSN-1;CTEWIF CTWNES=X01 THEN S=S7;CTSN=X05;CTWNES=X05; SNRYG=100;EWRYG=100;SWNERYG=100;WNESRYG=010; ELSE CTSN=CTSN-1;CTWNESIF CTWNES=X01 THEN S=S0;CTSN=X14;CTEW=X28;CTWNES=X00; SNRYG=001;EWRYG=100;SWNERYG=100;WNESRYG=100; ELSE CTSN=CTSN-1;CTWNESNULL; END CASE;END IF;END IF;ELSIF CM=1THENCTSN=X00 ;CTEW=X00;CTSWNE=X00 ;CTWNES=X00;EWRYG=100;SNRYG=100;WNESRYG=100;SWNERYG=100 ;END IF;END PROCESS;-采用16进制计数，故需要在输出时将数据进行转换PROCESS(CTEW,CTSN,CTSWNE,CTWNES)BEGINIF CTEWX0A THEN EW=CTEW; ELSIF CTEWX14 THEN EW=CTEW+6; ELSIF CTEWX1E THEN EW=CTEW+12; ELSIF CTEWX28 THEN EW=CTEW+18; ELSIF CTEWX32 THEN EW=CTEW+24; ELSIF CTEWX3C THEN EW=CTEW+30; ELSIF CTEWX46 THEN EW=CTEW+36; ELSE EW=CTEW+42;END IF;IF CTSNX0A THEN SN=CTSN; ELSIF CTSNX14 THEN SN=CTSN+6; ELSIF CTSNX1E THEN SN=CTSN+12; ELSIF CTSNX28 THEN SN=CTSN+18; ELSIF CTSNX32 THEN SN=CTSN+24; ELSIF CTSNX3C THEN SN=CTSN+30; ELSIF CTSNX46 THEN SN=CTSN+36; ELSE SN=CTSN+40;END IF;IF CTSWNEX0A THEN SWNE=CTSWNE; ELSIF CTSWNEX14 THEN SWNE=CTSWNE+6; ELSIF CTSWNEX1E THEN SWNE=CTSWNE+12; ELSIF CTSWNEX28 THEN SWNE=CTSWNE+18; ELSIF CTSWNEX32 THEN SWNE=CTSWNE+24; ELSIF CTSWNEX3C THEN SWNE=CTSWNE+30;ELSE SWNE=CTSWNE+36;END IF;IF CTWNESX0A THEN WNES=CTWNES; ELSIF CTWNESX14 THEN WNES=CTWNES+6; ELSIF CTWNESX1E THEN WNES=CTWNES+12; ELSIF CTWNESX28 THEN WNES=CTWNES+18; ELSIF CTWNESX32 THEN WNES=CTWNES+24; ELSIF CTWNESX3C THEN WNES=CTWNES+30;ELSE WNES=CTWNES+36;END IF;END PROCESS;END JGT;2.2交通灯LCD显示模块-交通灯LCD显示程序- 1.与FPGA Peripherals库中LCD16X2A元件相适应- 2.采用65535分频作为扫描脉冲LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;entity JTDLCD is port (CPIN,R,BUSY :IN STD_LOGIC; EW,SWNE,WNES,SN：IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); EWRYG,SWNERYG,WNESRYG,SNRYG : IN STD_LOGIC_VECTOR(2 DOWNTO 0); CLK,RST,STROBE,OUTLINE : OUT STD_LOGIC; DATA : OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); ADDR : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0) );end entity ;architecture JGT of JTDLCD is TYPE STATES IS (S0,S1,S2,S3,S4); SIGNAL S: STATES; SIGNAL LCDPT : INTEGER RANGE 0 TO 24; SIGNAL CPCT : INTEGER RANGE 0 TO 65535; SIGNAL CP: STD_LOGIC; SIGNAL ASCEW,ASCSWNE,ASCWNES,ASCSN : STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);beginPROCESS(CPIN,R)BEGINCLK=CPIN;IF R=1 THEN CPCT=65535;ELSIF CPIN=1 AND CPIN EVENT THEN IF CPCT=0 THEN CPCT=65535;CP=NOT CP; ELSE CPCT=CPCT-1; END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(CP,R) BEGIN IF R=1 THEN S=S0;LCDPT=0;RST S=S1;LCDPT=0;RST RST=0;STROBE=0; IF BUSY=0 THEN LCDPT=LCDPT+1; IF LCDPT=13 THEN S=S3; ELSE S S=S1;STROBE STROBE=0; IF BUSY=0 THEN IF LCDPT=24 THEN LCDPT=13; ELSE LCDPT=LCDPT+1; END IF; S STROBE=1;S NULL; END CASE;END IF;END PROCESS;PROCESS(LCDPT)BEGINCASE LCDPT IS WHEN0=NULL; -LCDPT=0,NULLWHEN 1= DATA=01010011;ADDR=0001;OUTLINE DATA=01001110;ADDR=0010;OUTLINE DATA=01010011;ADDR=0100;OUTLINE DATA=01001110;ADDR=0101;OUTLINE DATA=00111100;ADDR=0110;OUTLINE=0; - DATA=00101101;ADDR=0111;OUTLINE DATA=01000101;ADDR=1000;OUTLINE DATA=01010111;ADDR=1001;OUTLINE DATA=01000101;ADDR=1011;OUTLINE DATA=01010111;ADDR=1100;OUTLINE DATA=00111100;ADDR=1101;OUTLINE=0; - DATA=00101101;ADDR=1110;OUTLINEDATA=ASCSN;ADDR=0001;OUTLINEDATA=0011&SN(7DOWNTO4);ADDR=0010;OUTLINEDATA=0011&SN(3 DOWNTO 0);ADDR=0011;OUTLINEDATA=ASCSWNE;ADDR=0100;OUTLINEDATA=0011&SWNE(7 DOWNTO 4);ADDR=0101;OUTLINEDATA=0011&SWNE(3 DOWNTO 0);ADDR=0110;OUTLINEDATA=ASCEW;ADDR=1000;OUTLINEDATA=0011&EW(7 DOWNTO 4);ADDR=1001;OUTLINEDATA=0011&EW(3 DOWNTO 0);ADDR=1010;OUTLINEDATA=ASCWNES;ADDR=1011;OUTLINEDATA=0011&WNES(7 DOWNTO 4);ADDR=1100;OUTLINEDATA=0011&WNES(3 DOWNTO 0);ADDR=1101;OUTLINE NULL;END CASE;END PROCESS;PROCESS(EWRYG)BEGIN -EW ；RYG 显示CASE EWRYG ISWHEN 100 = ASCEW ASCEW ASCEW NULL;END CASE;END PROCESS;PROCESS(SNRYG) -SN： RYG 显示BEGINCASE SNRYG ISWHEN 100 = ASCSN ASCSN ASCSN NULL;END CASE;END PROCESS;PROCESS(SWNERYG)BEGIN -SWNE:RYG 显示CASE SWNERYG ISWHEN 100 = ASCSWNE ASCSWNE ASCSWNE NULL;END CASE;END PROCESS;PROCESS(WNESRYG) -WNES:RYG 显示BEGINCASE WNESRYG ISWHEN 10