毕业论文开题报告书(模版).doc

Wuhan Polytechnic University Industrial &Commercial College本科毕业论文（设计）开题报告书题 目： 基于FPGA的交通控制灯设计 系 部： 信息工程系 专业年级： 电子信息工程0601 姓 名： 唐良凡 学 号：063001020012 指导老师： 丁光哲 职 称： 二九 年 十一 月 二十四 日 武汉工业学院工商学院本科毕业论文（设计）开题报告书学院（系）：信息工程系学生姓名唐良凡学号063001020012专业年级、班电子信息工程0601指导教师丁光哲1、本选题研究的目的及意义近年来，随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高导致了交通量的急剧增长，在大型城市中交通拥挤与阻塞的现象非常严重。然而，由于受到空间的制约在大城市新建和扩建道路的可能性越来越小。同时，交通规模的复杂性特征及传统控制方法的局限性，也迫使我们不得不研究应用现代化得技术来解决城市交通控制问题。而FPGA以其各方面的优势越来越多的被用于各种电子系统的设计，通过FPGA技术实现对交通灯的控制将具有重大意义。FPGA技术是上世纪90年代以来电子设计领域最具有活力和发展前途的一项技术。它是在PAL、GAL、EPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。作为专用集成电路(ASIC)领域中的一种半定制电路而出现，FPGA既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。它最大的特点就是速度快、应用灵活，实现你想实现的任何数字电路，而且可以定制各种电路，减少专用芯片对电路设计的束缚。目前，由于其高密度、低功耗、使用灵活、设计快速、成本低廉、现场可编程和反复可编程等特性,FPGA逐步成为复杂数字硬件电路的理想选择，并且在通信、数据处理、网络、仪器、自动控制、军事和航空航天等众多领域得到了广泛应用。 课题研究意义：交通灯是城市交通监管系统的重要组成部分，对于保证机动车辆的安全运行，维持城市道路的顺畅起到了重要作用。但传统的交通信号控制系统基于中、小规模集成电路进行，电路复杂、故障率高、可靠性低。而利用FPGA技术对交通控制灯进行设计，可以通过编程数据对亮灯时间进行自由调整，提高了交通灯在时间和空间方面的应变性能，一定程度上节省了交通资源。采用FPGA技术，将硬件设计转换到软件设计，大大简化了系统的开发过程，使系统不需要一次一次地调试电路并反复修改、制作电路，系统的可靠性高、设计开发周期短、设计制造成本低、质量稳定。该技术在城市交通控制中发挥了重要作用。研究该课题的目的：了解利用FPGA设计交通控制灯的过程，掌握交通灯控制的基本理论；解决目前存在的问题并加以提高和改进。2、本选题国内外研究状况综述1868年，英国在伦敦Westminstor地区安装了世界上第一组交通信号灯，揭开了城市交通信号灯控制的序幕。1918年纽约街头出现了新的信号灯，这是与当今使用的信号灯极为相似的红黄绿三色灯，它是人工操作的。1926年，英国人首次安装和使用自动化的控制器来控制交通信号灯，标志着城市交通自动控制的开始。1964年，在加拿大多伦多市完成了数字计算机控制信号灯的实用化，从此开始了交通控制发展史的新纪元。此后，美国、英国、澳大利亚、法国、日本等国家对交通控制进行了研究并采用了更多的现代化技术。目前，FPGA已经与ASIC和ASSP一起被列为三大核心芯片。越来越多的电子系统将采用FPGA。利用FPGA实现对交通灯的控制将得到广泛的应用。FPGA于1985年由Xilinx首次推出后，受到了世界范围内电子工程设计人员的广泛关注和普遍欢迎。经过了十几年的发展，许多公司都开发出了多种可编程逻辑器件。目前，FPGA已经被应用到各行 论文题目基于FPGA的交通控制灯设计各业。从工业控制、广播电视、视频监控、网络安全到汽车电子，FPGA在国内应用之广令我们惊讶。中兴通讯的一位工程师对中国电子报记者说：“在员工应聘的时候，中兴和华为的面试都要考FPGA相关知识。” 在集成电路(IC)设计这一领域，几乎每家企业都会用到FPGA。杭州国芯是国内最大的数字电视系统级芯片设计企业之一，该公司副总经理兼首席技术官黄智杰告诉记者，FPGA是现阶段系统芯片设计验证中不可或缺的一个重要帮手，其在数字电视解调算法验证过程中所起的作用尤为突出。3、本选题研究的主要内容及写作大纲主要内容：(1).交通控制灯的基本理论在十字交叉路口放置交通灯，用红绿灯控制车辆的通行，红灯到绿灯的过渡阶段亮黄灯；安装数码管，以倒计时的形式显示灯闪亮的时间。出现特殊情况时，均亮红灯，倒计时停止。结束后，控制器恢复原来的状态。(2).Verilog编程语言 Verilog编程语言是硬件描述语言的一种，用于数字电子系统的设计。能进行各种级别的逻辑设计和数字逻辑系统的仿真验证、时序分析、逻辑综合。 (3).交通控制灯的Verilog语言实现 利用Verilog语言对交通控制灯系统各个模块所需要的功能进行描述。 (4).基于FPGA的交通控制灯设计方案及实现 用FPGA对交通控制灯进行设计，同时，利用工具软件Modelsim SE 6.2b对设计结果进行仿真，验证设计的正确性。 写作大纲：第一章：概论：简述交通灯和FPGA的发展现状以及意义，应用FPGA技术的优势，了解Verilog编程语言。第二章：理论研究：交通信号灯对交通进行控制的过程，应用FPGA对交通灯控制的实现过程及Verilog语言实现。第三章：ModelSim工具概述：介绍Modelsim的作用，编译和仿真的过程。第四章：具体的仿真：用软件工具Modelsim对设计的内容进行仿真验证。4、主要参考文献1 夏宇闻. Verilog数字系统设计教程. 北京：北京航空航天大学出版社；2 田耕、徐文波. 无线通信的FPGA设计. 北京：电子工业出版社；3 刘韬、楼兴华. FPGA 数字电子系统设计与开发实例导航. 北京：人民邮电出版社；4 刘福奇. FPGA嵌入式项目开发实战. 北京：电子工业出版社；5 徐志军. CPLD/FPGA的开发与应用. 北京：电子工业出版社；6 郑亚民、董晓舟. 可编程逻辑器件软件开发. 北京：国防工业出版社；7 任爱锋、初常琴、长瑞. 基于FPGA的嵌入式系统设计. 西安：西安电子科技大学出版社；8 杨显富. 基于EDA技术的交通灯自适应控制系统. 成都：成都大学学报 ；9 张顺兴. 数字电路与系统设计. 南京：东南大学出版社 ；10 段里仁. 道路交通自动控制. 北京：中国人民公安大学出版社；5、完成措施及写作进度计划完成措施：(1).根据课题要求查找相关资料，了解该课题国内外的应用和研究状况，以及目前广泛用的技术；(2).确定课题的研究方向，从这一方向着手对课题进行研究；(3).明确课题的研究内容，涉及的研究原理，研究课题所必须掌握和熟悉的知识点和相关技术问题，通过查阅相关书籍和资料以达到对课题的深入理解；(4).严格按照导师的进度安排完成内容，随时和导师保持联系对不懂得地方进行询问并按照导师的意见进行改进。(5).查阅相关电子刊物，完成课题的研究要求的同时，尽量做到对课题进行拓展和全部的仿真设计。写作进度：第一阶段：（2009-10学年第一学期，第10-13周）开题阶段：根据毕业设计任务书的要求，熟悉、了解设计内容，查阅资料，撰写开题报告；第二阶段：（2009-10学年第一学期，第14-17周）初步设计阶段：掌握设计所需的理论知识；掌握开发工具的使用；初步完成方案设计；第三阶段：（2009-10学年第一学期第18周-2008-09学年第二学期第5周）独立设计阶段：初步完成毕业设计内容；撰写出完