EDA交通灯控制器设计

1、实验报告学生姓名： EDA小王子 学 号： 国家机密 专业班级： 国家机密 实验类型： 验证 综合 设计 创新 实验日期： 国家机密 实验成绩：很高 实验五 十字路口交通灯控制器设计 一、实验目的1、进一步加强经典状态机的设计2、学会设计模可变倒计时计数器二、实验要求一条主干道，一条乡间公路。组成十字路口，要求优先保证主干道通行。有MR（主红）、MY（主黄）、MG（主绿）、CR(乡红)、CY（乡黄）、CG（乡绿）六盏交通灯需要控制；交通灯由绿红有4秒黄灯亮的间隔时间，由红绿没有间隔时间；系统有MRCY、MRCG、MYCR、MGCR四个状态；乡间公路右侧各埋有一个传感器，当有车辆通过乡间公路时，

2、发出请求信号S=1，其余时间S=0；平时系统停留在MGCR（主干道通行）状态，一旦S信号有效，经MYCR（黄灯状态）转入MRCG（乡间公路通行）状态，但要保证MGCR的状态不得短于一分钟；一旦S信号无效，系统脱离MRCG状态。随即经MRCY（黄灯状态）进入MGCR状态，即使S信号一直有效，MRCG状态也不得长于20秒钟。三、实验思路1、设计一个状态寄存器，控制六盏灯的亮与灭2、设计一个计时器，控制各状态的持续时间，计时器应满足以下要求： 1）当S=1，且计数器已完成60计数时，计数器进入模4计数，随后进入模 20计数，再进入模4计数，再回到模60计数 2）当计数器进行摸20计数时，一旦S变为0

3、，计数器立马进入模4计数， 再进入模60计数 3）完成模20计数后，不论S为0或1，计数器进入模4计数，再进入模60 计数 4）若计数器未完成模60计数，不论S如何变话，计数器将继续进行模60 计数3、使用文本设计底层文件，并生成相应元器件，再使用原理图设计顶层文件四、实验步骤 1、建立工作库文件夹和编辑设计文件 1）建立一个文件夹保存工程文件；2）打开QuartusII，建立新的VHDL文件，再打开的页面下输入以下程序控制6盏灯的模块代码：LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENT

4、ITY jtd ISPORT(clk,RESET,S:IN STD_LOGIC; COUNT:IN STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0); MG,MY,MR,CG,CY,CR:OUT STD_LOGIC);END jtd;ARCHITECTURE behav OF jtd IS TYPE jtdSTATE IS(mgcr,mycr,mrcg,mrcy); SIGNAL STATE:jtdSTATE;BEGIN PROCESS(RESET,STATE,clk, S) BEGIN IF RESET=1 THEN STATE=mgcr;MG=1;CR=1;MY=0;MR=0;CG

5、=0;CYIF COUNT= AND S=1THEN STATE=mycr;MY=1;CR=1;MG=0;MR=0;CG=0;CY=0; ELSE STATE=mgcr;MG=1;CR=1;MY=0;MR=0;CG=0;CYIF COUNT= THEN STATE=mrcg;MR=1;CG=1;MG=0;MY=0;CR=0;CY=0; ELSE STATE=mycr;MY=1;CR=1;MG=0;MR=0;CG=0;CYIF COUNT= OR S=0THEN STATE=mrcy;MR=1;CY=1;MY=0;MG=0;CR=0;CG=0; ELSE STATE=mrcg;MR=1;CG=1

6、;MG=0;MY=0;CR=0;CYIF COUNT= THEN STATE=mgcr;MG=1;CR=1;MR=0;MY=0;CY=0;CG=0; ELSE STATE=mrcy;MR=1;CY=1;MY=0;MG=0;CR=0;CG=0; END IF; END CASE; END IF; END PROCESS; END behav;控制数码管显示倒计时数并且输出：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY JISHU IS PORT(clk,S:IN STD_LOGIC;

7、 tim:OUT STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);END JISHU;ARCHITECTURE behav OF JISHU IS TYPE RGY IS(mgcr,mycr,mrcg,mrcy); SIGNAL STATE:RGY;BEGIN PROCESS(clk) VARIABLE b:STD_LOGIC:=0; VARIABLE a:STD_LOGIC:=0; VARIABLE th,tl:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);BEGIN -IF RESET=1 THEN STATE IF S=1 AND b=1 THEN STATE=my

8、cr;a:=0;th:=0000;tl:=0100;b:=0; ELSIF S=0 AND b=1 THEN STATE IF a=0 THEN th:=0000;tl:=0100;a:=1; else IF NOT(th=0000 AND tl=0010) then tl:=tl-1; ELSE th:=0000;tl:=0001;a:=0;STATEIF S=1 THEN IF a=0 THEN th:=0010;tl:=0000;a:=1; else IF NOT(th=0000 AND tl=0010) then IF tl=0000 then tl:=1001;th:=th-1; e

9、lse tl:=tl-1; END IF; ELSE th:=0000;tl:=0001;a:=0;STATE=mrcy; END IF; END IF; ELSE a:=0;STATEIF a=0 THEN th:=0000;tl:=0100;a:=1; else IF NOT(th=0000 AND tl=0010) then tl:=tl-1; ELSE th:=0000;tl:=0001;a:=0;STATE=mgcr; END IF; END IF; END CASE;tim End Time 来设定仿真结束时间 4）在CLOCK窗口中设置clk的时钟周期为1us5）点击save保存6) 通过Tools下的Simulator Tools项进行仿真，然后观察输出波形。仿真波形如下： 当没有完成模60计数，即使S=1，状态也不发生改变60秒过后，若S=1主道进入黄灯状态并保持4秒20秒过后，不论S=1或0乡道进入黄灯状态并保持4秒当S一旦为0，乡道立刻进入黄灯状态，并持续四秒6、引脚设定六、实验现象及验证1、当“电平1”不按时（S为0），数码管一直保持60秒倒计时，计数结束后数码管保持状态，LED灯保持；2、当按下“电平1”（S为1），数码管倒计时4秒，LED灯；随后倒计时20秒，LED灯，此后倒计时4秒，LED灯；最后进入倒计时60秒；3