交通灯控制电路可编程实训报告.doc

可编程逻辑器件实训报告2014.06广东水利电力职业技术学校可编程逻辑器件实 训 报 告项目名称：交通灯控制电路班级：13电子2班姓名：邓明顺指导老师：龚兰芳前言可编程逻辑控制器即（Programmable Logic ControllerPLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入、输出控制各种类型的机械或生产过程。当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。学习PLC对于机械工程的学生来说,是一门必课,因此,PLC的实训是踏入工作前一次很有意义的学习!目录1、 设计要求12、 设计目的13、 任务要求14、 设计方案15、 设计原理图26、 设计步骤27、 硬件要求38、 源程序39、 引脚分配7十、硬件下载实现现象描述8十一、收获与体会1013电子2邓明顺12号可编程逻辑器件实训报告2014.06一、设计要求 此次实训是依照现实中交通灯工作逻辑设计简易交通灯控制器，在十字路口，每条道路各有一组红、黄、绿灯和倒计时显示器，用以指挥车辆和行人有序地通行。期中，红灯（r）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯亮(y)，表示停车；绿灯亮（g），表示可以通行。倒计时显示器是用来显示允许通行和禁止通行地时间。觉得控制器就是用来自动控制十字路口的交通灯和计时器，指挥各种车辆和行人安全通行。二、设计目的利用VHDL设计系统数据的能力，结合生活实际例子，模拟真实环境，编写出程序控制彩灯的亮灭，以数码管的计数和点阵上显示的图形，指挥十字路口交通灯的现象。三、任务要求在十字路口的两个方向上各设一组红、绿黄灯，显示顺序为其中一方向（东西方向）是绿灯、黄灯、红灯；令一方向（南北方向）是红灯、绿灯、黄灯。设计两组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行的时间，其中绿灯、黄灯、红灯的持续时间分别是20s、5s、25s。当各条路上任意一条上出现特殊情况时，如当消防车、救护车或其它需要优先通行的车辆通过时，各方向均是红灯亮，倒计时停止，且显示数字在闪烁。当特殊运行状态结束后，控制器恢复用来状态，继续正常进行。四、设计方案1.整理思路：从要求中可以发现交通灯亮灭的规律。计数器的计数值与交通灯亮灭的关系如下图所示。计数值与交通灯亮灭的关系2.分析： 显然，本课题的核心是一个技术范围0-49（共50S）的计数器和一个根据计数值做出规定反应的控制器。另外，所用实验板配备的晶振20MHz，因此还需要一个分频电路。最后，要驱动七段数码管，显然还需要一个译码电路。交通灯控制器系统框图五、设计原理图 设计原理图6、 设计步骤 1.计数器的设计 这里需要的计数器的计数范围为049。计到49后，下一个时钟沿回复到0，开次下一轮计数。此外，当检测到特殊情况（hold=1）发生时，计数器暂停计数，而系统复位信号reset则使计算器异步清0。 2.控制器的设计 控制器的作用是根据计算器的计数值控制发光二极管的亮、灭，以及输出倒计时数值给七段数译管的分位译码电路。此外，当检测到特殊情况（hold=1）发生时，无条件点亮红色的发光二极管。 3.分位译码器电路的设计 因为控制器输出的倒计时数值可能是1位或2位十进制，所以在七段数码管的译码电路前要加上分位电路（即将其分为2个1位十进制，如25分为2和5,7分为0和7）。七、硬件要求在硬件方面，主要是含有芯片EPM240T100C5的开发板和下载线与电源线。交通控制器主要用到了两个拨码开关和四组红绿黄LED灯。拨码开关分别是rst复位开关，hold是紧急开关。四组LED灯是东西和南北两个方向的交通指示灯。八、源程序library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_arith.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity jtd isport(clk: in std_logic;rst,hold:in std_logic;x:out std_logic_vector(1 to 7);en:out std_logic_vector(1 to 6);fm,r,y,g:out std_logic;row:out std_logic_vector(1 to 4);lie,hang:out std_logic_vector(1 to 8);end jtd;architecture one of jtd issignal clk1,clk2:std_logic;signal w1:integer range 0 to 3;signal w3,w4:integer range 0 to 2;signal w2:integer range 0 to 1;signal a,b,c,d:integer range 0 to 9;signal e,f:integer range 0 to 2;signal countnum:integer range 0 to 49;signal flash,de,num:std_logic;signal numa,numb:integer range 0 to 25;beginprocess(clk)variable cnt1:integer range 0 to 2000;variable cnt2:integer range 0 to 12500;beginif clkevent and clk=1 thenif cnt1=2000 then cnt1:=0; if cnt2=12500 then cnt2:=0; clk1=not clk1; else cnt2:=cnt2+1; end if; else cnt1:=cnt1+1; end if;end if;end process;process(clk)variable cnt1:integer range 0 to 100;variable cnt2:integer range 0 to 625;beginif clkevent and clk=1 thenif cnt1=100 then cnt1:=0; if cnt2=625 then cnt2:=0; clk2=not clk2; else cnt2:=cnt2+1; end if; else cnt1:=cnt1+1; end if;end if;end process;process(rst,clk1)beginif rst=1 thencountnum=0;elsif rising_edge(clk1)thenif hold=1 thencountnum=countnum;elseif countnum=49 thencountnum=0;elsecountnum=countnum+1;end if;end if;end if;end process;process(clk2,flash)variable num:integer range 0 to 9;beginif flash=clk1 thenen=111111; -6个数码管end if;if flash=0 thenif rising_edge(clk2)thenif w1=3 thenw1=0;elsew1enenenenxxxxxxxxxx=1111011;end case;end if;end process;process(clk2)variable de:integer range 0 to 2;beginif rising_edge(clk2)thenif w2=1 thenw2=0;elsew2rowrowr=1;y=0;gr=0;y=clk1;gr=0;y=0;g=1;end case;end if;end process;process(clk1)beginif hold=1 thene=0;f=0;fm=clk1;flash=clk1;elsefm=0;flash=0;if countnum=19 thennuma=19-countnum;e=2;elsif countnum=24 thennuma=24-countnum;e=1;elsenuma=49-countnum;e=0;end if;if countnum=24 thennumb=24-countnum;f=0;elsif countnum=44 thennumb=44-countnum;f=2;elsenumb=49-countnum;f=20 thenb=2;a=10 thenb=1;a=numa-10;elseb=0;a=20 thend=2;c=10 thend=1;c=numb-10;elsed=0;c=numb;end if;end process;process(clk2)-点阵beginif rising_edge(clk2) thenif countnum25 thenif w4=2 thenw4=0;else w4hang=11111111;liehang=01100110;liehang=00100100;lie=10111101;end case;elseif w3=2 thenw3=0;else w3hang=00011000;liehang=00100100;liehang=01000010;lie=11011011;end case;end if;end if;end process;end one;9、 引脚分配10、 硬件下载实现现象描述e:当数码管显示0-24计数倒计时，南北方向红灯亮，当数码管显示0-19计数倒计时，南北方向绿灯亮，点阵上箭头显示可行方向；当数码管显示0-4计数倒计时，南北方向黄灯亮。f:当数码管显示0-19计数倒计时，东西方向绿灯亮，点阵上箭头显示可行方向；当数码管显示0-4计数倒计时，东西方向黄灯亮，当数码管显示0-24计