交通灯控制器的设计.doc

一 设计任务有一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，主干道为南北向，支干道为东西向。为确保车辆安全，迅速地通行，在交叉道口的每个入口处设置了红，绿，黄3色信号灯。要求：（1）主干道绿灯亮时，支干道红灯亮，反之亦然，两者交替允许通行，主干道每次放行55s，支干道每次放行25s。每次由绿灯变为红灯的过程中，黄灯亮5s作为过渡。（2）能实现正常的倒计时显示功能。（3）能实现总体清零功能：计数器由初始状态开始计数，对应状态的指示灯亮。（4）能实现特殊状态的功能显示：进入特殊状态时，东西、南北路口均显示红灯状态。发挥部分：(1)增加左转允许控制功能（2）选择学校附近一个路口实地观察，按实际数据设计出该路口交通灯控制器。二 题目分析与整体构思1.该交通灯控制器应具备的功能根据设计任务主干道定为绿灯55sec，黄灯5sec，红灯30sec，支干道定为红灯60sec，绿灯25sec，黄灯5sec，同时用数码管指示当前状态（红、黄、绿）剩余时间。另外，设计一个特殊状态，当特殊状态出现时，两个方向都禁止通行，指示红灯，停止计时。特殊状态解除后，恢复计数并指示时间。2实现方案 从题目中计数值与交通灯的亮灭的关系如图所示：3.设计规划根据交通灯控制器的功能与要求，将其总体电路分为分频器、计数器（5s计时,、25s计时、55s计时）、控制器、译码器、数码器显示控制模块。小组进行任务划分，我负责分频器和译码器模块。三 模块的原理及其程序1分频器由于石英晶体振荡器产生的频率很高，要得到秒脉冲，需要用分频电路。例如，振荡器输出4MHz信号，通过D触发器（74LS74）进行4分频变成1MHz,然后送到10分频计数器（74LS90,该计数器可以用8421码制，也可以用5421码制），经过6次10分频而获得1Hz方波信号作为秒脉冲信号。分频器实现的是将高频时钟信号转换成底频的时钟信号，用于触发控制器、计数器和扫描显示电路。设计使用20MHz的晶体振荡器，稳定度高，但需要分频以得到1Hz的秒脉冲，分频器以计数方式实现，当计到10000000个脉冲上升沿输出发生跳变，因此输出端每秒有一个上升沿，即得到1Hz的脉冲。下面是其端口图，CLKin为20MHz的晶体振荡器的时钟输入,CLKout为分频后1Hz的秒脉冲输出：下面是其VHDL代码： LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY FreDevider ISPORT (CLKin:IN STD_LOGIC; CLKout:OUT STD_LOGIC);END;ARCHITECTURE Devider OF FreDevider ISCONSTANT N:INTEGER:=9999999;SIGNAL counter:INTEGER RANGE 0 to N;SIGNAL CLK: STD_LOGIC;BEGIN PROCESS(CLKin) BEGIN IF rising_edge(CLKin)THEN IF counter=N THEN counter=0; CLK=NOT CLK; ELSE counter=counter+1; END IF; END IF; END PROCESS; CLKout DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7DOUT7=NULL; END CASE;END PROCESS;wei=01;bell=1;END ARCHITECTURE ART;其端口图为：比起YMQ模块，测试模块多了两个端口：bell和wei1.0,bell接蜂鸣器，w