交通信号灯控制器课程设计报告.doc

交通信号灯控制器课程报告一设计要求1、 设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。2、 主、支干道交替允许通行，主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒，设立45秒、25秒计时、显示电路。3、 在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡。提示:1、 选择1HZ时钟脉冲作为系统时钟。2、 45秒、25秒、5秒定时信号用倒计时，计时起始信号由主控电路给出，每当计满所需时间，计数器清零，由主控电路启、闭三色信号灯或启动另一计时电路。2 设计思路 本设计针对一条主干道和一条支干道汇合成的十字路口，进行南北和东西直行情况下交通灯控制。根据交通灯的亮的规则，在初始状态下四个方向的都为红灯亮启，进入正常工作状态后，当主干道上绿灯亮时，支干道上红灯亮，持续45S后，主干道和支干道上的黄灯都亮启，持续5S后，主干道上红灯亮启，支干道上绿灯亮启持续25S，之后主干道和支干道上的黄灯都亮启5s，一个循环完成。循环往复的执行这个过程。设计中用两组红黄绿LED模拟两个方向上的交通灯，用4个7段数码管分别显示两个方向上的交通灯剩余时间，控制时钟由试验箱上频率信号提供。 根据状态机的设计规范，本次设计了四个状态之间的循环转化，其真值表及状态转化图如下所示目前状态下一状态输出Light1Light2S0=00S1=01001100S1=01S2=10010010S2=10S3=11100001S3=11S0=00010010 S0S3S1S23 程序说明1.各输入输出变量说明：clk:计数时钟qclk：扫描显示时钟rst：复位信号，当rst为1时，控制器和计数器回到初始状态en:使能信号，当en为1时控制器开始工作，en为0时hold：特殊情况控制信号，hold为1时，主、支干道方向无条件显示为红灯 seg：用于数码管的译码输出dig：用于选择显示的数码管（片选） num1：用于主干道方向灯的时间显示num2：用于支干道方向灯的时间显示light1：控制主干道方向四盏灯的亮灭，其中，light10light12分别控制主干道方向的绿灯、黄灯和红灯light2：控制支干道方向四盏灯的亮灭，其中，light20light22分别控制支干道方向的绿灯、黄灯和红灯2.输入输出及中间变量设置：module traffic(en,clk,qclk,rst,hold,num1,num2,light1,light2,seg,dig;input en,clk,qclk,rst,hold;output 5:0dig;output7:0 num1,num2;output6:0seg;output2:0light1,light2;reg tim1,tim2;reg3:0disp_dat;reg6:0seg;reg7:0num1,num2;reg7:0red1,red2,green1,green2,yellow1,yellow2;reg5:0dig;reg 1:0count;reg1:0state1,state2;reg2:0light1,light2;3.初始状态设置：always (en)if(!en)begingreen1=8b01000101;red1=8b00100101;yellow1=8b00000101;green2=8b00100101;red2=8b01000101;yellow2=8b00000101;end4.主干道方向点亮顺序：always(posedge clk) /主干道begin if(rst)beginlight1=3b001;num1=green1;endelse if(hold) begin light1=3b100; num1=green1; endelse if(en)beginif(!tim1)begintim1=1;case(state1)2b00:begin num1=green1; light1=3b001; state1=2b01; end2b01:begin num1=yellow1; light1=3b010; state1=2b11; end2b11:begin num1=red1; light1=3b100; state1=2b10; end2b10:begin num1=yellow1; light1=3b010; state1=2b00; enddefault:light10) if(num13:0=0) begin num13:0=4b1001; num17:4=num17:4-1; end else num13:0=num13:0-1; if(num1=1)tim1=0; end endelse begin light1=3b010; num1=2b00; tim1=0; endend5.支干道方向点亮顺序：always(posedge clk) /支干道begin if(rst)beginlight2=3b100;num2=red2;endelse if(hold) begin light2=3b100; num2=red2; endelse if(en)beginif(!tim2)begintim2=1;case(state1)2b00:begin num2=red2; light2=3b100; state2=2b01; end2b01:begin num2=yellow2; light2=3b010; state2=2b11; end2b11:begin num2=green2; light2=3b001; state2=2b10;end 2b10:begin num2=yellow2; light2=3b010; state2=2b00;enddefault:light20) if(num23:0=0) begin num23:0=4b1001; num27:4=num27:4-1; end else num23:0=num23:0-1; if(num2=1)tim2=0; end endelse begin light2=3b010; state2=2b00; tim2=0; endend6.数码管译码及显示：always (posedge qclk) /定义上升沿触发进程begin count = count +1b1;endalways ( count)begin case(count) /选择扫描显示数据 2d0 : disp_dat = num13:0; /第一个数码管 2d1 : disp_dat = num17:4; /第二个数码管 2d2 : disp_dat = num23:0; /第三个数码管 2d3 : disp_dat = num27:4; /第四个数码管 default : disp_dat = 0; endcaseend always (count) begin case(count) /选择数码管显示位 2d0 : dig= 6b011111;/选择第一个数码管显示 2d1 : dig= 6b101111;/选择第二个数码管显示 2d2 : dig = 6b110111;/选择第三个数码管显示 2d3 : dig= 6b111011;/选择第四个数码管显示 default : dig= 6b111111; endcase endalways (disp_dat)begin case (disp_dat) /七段译码 4b0000 : seg= 7b0111111; /显示0 4b0001 : seg = 7b0000110; /显示1 4b0010 : seg= 7b1011011; /显示2 4b0011 : seg= 7b1001111; /显示3 4b0100 : seg = 7b1100110; /显示4 4b0101 : seg= 7b1101101; /显示5 4b0110