数字系统课程设计-交通灯控制器实验报告

1、信号灯控制器数字系统设计报告名称：学号：一.实验目的1.由上而下电子系统设计方法的基本掌握2.学习使用PLD和硬件描述语言设计数字回路以及掌握如何使用开发工具(例如Quartus II)3.培养学生的自主学习、正确分析和解决问题的能力二.设计要求我选择的挑战是使用Verilog HDL实现交通灯控制器。主题的具体内容和要求如下：主要道路和农村道路交叉口由现代化的农村别路铺成，为了确保车辆安全，快速通过，十字路口的每个入口都设置了红色、绿色、黄色三色信号灯。红灯禁止通行。绿灯允许通行。黄灯亮了，运行中的车辆就给出了禁止运行的线外的时间。主要道路和农村道路配备了检测车辆通行的传感器，以控制主要道路

2、的优先级。(1)农村公路没有车的时候，农村公路上的红灯总是亮着，干线公路上的绿灯也亮着。(2)当农村公路上有车，干线公路已经超过其最短开通时间时，干线公路的通行被禁止，农村公路的通行成为可能。主干道最短开通时间是25s。(3)农村公路和主要道路都有车的时候，各主要道路交替运行25s，农村公路交替运行16s。(4)无论干线公路的情况如何，农村公路的最大开通时间为16s。(5)每次从绿灯变为红灯的转换过程中，使用5s时间的黄灯作为转换。(6)用开关代替传感器作为检测车辆到达的信号。使用红、绿、黄三种颜色的发光二极管作为交通灯。(7)请求显示时间，倒计时。信号灯控制器方块图如下：(c表示是否有车到达

3、农村公路，1表示有，0表示没有；设置用于控制系统的启动和停止。RST是重置信号，如果高水平有效且RST=1，则返回初始设置。CLK是外部时钟信号。MR、MY和MG分别表示主干道上的红色、黄色和绿色照明。CR、CY、CG分别表示农村公路的红色、黄色、绿色等，1表示打开，0表示关闭)系统流程图如下：(MGCR:主要道路绿光，农村道路红灯；MYCR:主路黄灯，乡村路红灯；MRCG:干线信号，农村公路绿灯；MRCY:干线红灯，乡间小路黄灯；T0=1从主干道最短开通时间开始，T1=1从5秒黄灯时间开始，T2=1从农村公路最长开通时间开始。)，以获取详细信息三.设计方案此交通灯控制系统设计使用Verilo

4、g HDL语言进行设计编程，使用cycle EP 1c 6q 240c8芯片和部分外围设备配置硬件电路，编译、模拟使用QUARTUS II软件编写的程序，将调试完成的程序下载到Cyclone EP1C6Q240C8芯片中，并观察电路板上的红灯和数码管显示以满足设计要求四、设计过程此系统由上而下设计，设计一个顶层档案和三个最低层级的档案。每个模块关系如下：信号灯控制器(娇童登)系统任务模块(traffic1)8段解码模块(decode4_7)分频模块(blk1)设计文件包括：1.低级文件(1)系统任务模块(traffic1)包括：功能：本模块完成了输入信号CLK、rst、c的处理，实现了交通灯控

5、制的主要功能。源代码：模块traffic 1 (clk、rst、c、lampa、lampb、tah、tal、tbh、TBL)；output33:0tah，tal，tbh，TBL/TAH，TAL分别表示干线道路倒计时的高水平和低水平，TBH，TBL表示农村道路倒计时的高水平和低水平Output 233600 lampa，lampb/从高到低表示红色、黄色、绿色Input CLK、rst、c；reg733600numa、numb、s1、S2；/numa，numb分别表示主要道路和农村道路的倒计时；S1用于指明主要道路的最小开通时间是否达到S1=1。S2用于指示农村公路的最大开通时间是否达到。s2=

6、1reg:0TAH，TAL，TBH，TBLReg 233600 lampa，lampbposedge clk or posedge rst(always )/此过程控制四个主要方向的照明BeginIf(rst)/重置Beginlam pa=1；lam Pb=4；/重设根据农村公路没有车，主要公路总是通过。Numa=8b00100000/主要道路计时20秒Numb=8b00100101/农村公路计时25秒EndElseBeginIf(LAMPA=1) /主要道路绿灯BeginIf(numa=1c=0s1) /主要道路的最小开通时间已到达，但农村道路没有车Beginnuma=1；/倒计时一秒停止l

7、am pa=1；/保持在主要道路绿灯EndElse if(numa=1c=1s1)/主要道路的最小开通时间尚未到达，农村道路上有车Begin /主要道路黄灯倒计时已更改为5秒S1=0；lam pa=2；Numa=8b00000110/设定为6秒以配合时钟EndElseBeginif(numa3:0=0 numa733694)/每10点Beginnuma3:0=9；numa733694=numa733694-1；EndElseif(numa733600numa3:0)Beginnuma3:0=numa3:0-1；EndIf (numa=0)Begin /主要道路黄灯倒计时已更改为5秒lam pa

8、=2；Numa=8b00000110/设定为6秒以配合时钟EndEndEndIf(LAMPA=2) /主要道路为黄色光源时Beginif(numa3:0=0 numa733694)/主干诺兰等倒计时开始Beginnuma3:0=9；numa733694=numa733694-1；EndElseif(numa733600numa3:0)Beginnuma3:0=numa3:0-1；Endif(numa733600=0)/黄色灯泡倒计时时间BeginIf(c) /农村公路上有车Begin /主干道变成红灯，倒计时变为16秒lam pa=4；Numa=8b00011/设定为17秒以配合时钟EndEl

9、se if(！c)BeginS1=1；lam pa=1；Numa=8b00000001/主要道路计时1秒EndEndEndIf(LAMPA=4c)/主要道路是红灯，农村道路有车时Beginif(numa3:0=0 numa733694)/干线道路红灯倒计时开始Beginnuma3:0=9；numa733694=numa733694-1；EndElseif(numa733600numa3:0)Beginnuma3:0=numa3:0-1；EndIf(numa=0)/红灯倒计时Begin /主要道路变为绿灯，倒计时变为20秒lam pa=1；Numa=8b00100000EndEndIf(LAMP

10、A=4！C numa5)/如果主要道路是红灯，农村道路没有车，倒计时时间大于5米秒，请将主要道路倒计时设置为5秒Begin /主干道仍然是红灯。倒计时5秒Numa=8b00000110EndIf(LAMPA=4！C numa7)Beginif(numa3:0=0 numa733694)/主要道路5秒倒计时开始Beginnuma3:0=9；numa733694=numa733694-1；EndElseif(numa733600numa3:0)Beginnuma3:0=numa3:0-1；EndIf(numa=0)/5秒倒计时Begin /主要道路变为绿灯，倒计时变为20秒lam pa=1；Numa=8b00100000EndEndIf(LAMPB=4) /乡村道路红色指示灯亮起贝金/农村公路红灯倒计时开始if(c=0 numb=1)numb=1；If(c=1numb=1s2=1)Beginnumb=5；S2=0；EndElseBeginif(numb3:0=0 numb733694)/每10点Beginnumb3:0=9；numb733694=numb733694-1；EndElseif(numb numb33:0)Beginnumb3:0=numb3:0-1；EndIf(numb=0) /红色时间BeginIf(c)Be