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1、电子设计自动化（EDA）技术课程实训报告电子设计自动化（EDA）技术课程实训报告题目:交通信号控制器 VHDL 设计姓名：*院系：应 用 技 术 学 院专业：电子信息工程（仪器仪表）学号：*指导教师：徐正坤完成时间:2010 年 6 月 29 日设计题目设计题目交通信号控制器 VHDL 设计1、设计一个南北方向为主干道，东西方向为支干道的；2、选择一个标准时钟发生电路，为电路提供一个标准1HZ 信号；3、（1）交通灯从绿变红时，有5 秒黄灯亮的间隔时间；（2）交通灯红变绿是直接进行的，没有间隔时间；（3）主干道上的绿灯时间为50 秒，支干道的绿灯时间为30 秒；(包括：设计方案、上机设计与仿真
2、结果、硬件实验方案及实验结果、收获和体会)1、选择我们所要制作的课程设计题目；2、用 Quartus 写出交通信号控制器的VHDL 源程序代码；3、将程序代码编译完成后对其波形进行仿真；4、设置引脚后将程序下载到EP1K10TC100-3 主芯片之中；5、进行硬件测试，检查是否还有错误，并对错误进行研究问题出在哪里，并解决问题，直到该设计的完成。设计要求设计要求设计过程设计过程成成 绩绩评定评定指指导导教教师师评评语语课课程程设设计计等等级级目目录录1 1 课程设计题目、内容与要求课程设计题目、内容与要求 4 4 页页设计题目设计题目4 4 页页设计内容设计内容4 4 页页具体要求具体要求4
3、4 页页2 2 系统设计系统设计 5 5 页页设计思路设计思路5 5 页页系统原理系统原理5 5 页页3 3 系统实现系统实现 5 5 页页VHDLVHDL 源程序的具体程序和说明源程序的具体程序和说明5 5 页页交通信号控制器程序中使用到得信号及其对应的管脚交通信号控制器程序中使用到得信号及其对应的管脚7 7 页页4 4 系统仿真系统仿真 7 7 页页5 5硬件验证（操作）说明硬件验证（操作）说明7 7 页页6 6总结总结 8 8 页页7 7参考书目参考书目 8 8 页页交通灯控制器交通灯控制器周晓重庆三峡学院应用技术学院电子信息工程（仪器仪表）2008 级 重庆万州 404000摘摘要要基
4、于 VHDL 的交通灯控制器设计，芯片采用 ALTERA 公司的 ACEX1K 系列的 EP1K10TC100-3，使用硬件描述语言 VHDL 进行描述，对交通灯进行模块化，在VHDL 编程环境 Quartus II 下编译通过。此报告对该设计的思想原理，详细程序和引脚配置以及波形仿真进行了详细的阐述。关键词关键词：VHDL模块化交通灯设计1 1 课程设计题目、内容与要求课程设计题目、内容与要求设计题目设计题目交通信号控制器 VHDL 设计设计内容设计内容交通信号控制器的 VHDL 源程序；交通信号控制器的仿真波形；交通信号控制器的硬件测试结果。具体要求具体要求设计一个交通信号控制器。交通信号
5、控制器原理框图如下图所示。模拟场景图：2 2 系统设计系统设计设计思路设计思路选择课程设计题目查资料写出交通信号控制器的 VHDL 源程序代码对程序进行全程编译时序仿真引脚设置和下载硬件测试系统原理系统原理用 VHDL 编写程序实现交通信号控制器以下功能：（1）交通灯从绿变红时，有 5 秒黄灯亮的间隔时间；（2）交通灯红变绿是直接进行的，没有间隔时间；（3）主干道上的绿灯时间为 50 秒，支干道的绿灯时间为 30 秒用 VHDL 编写程序实现交通信号控制器的端口控制信号。其中，clk 为标准的 1HZ 的时钟信号；R 为复位信号；SPC 为紧急情况信号，负责紧急情况的处理，当紧急情况发生时，南
6、北主干道和东西支干道均显示红灯。该程序定义了 4 个状态 S0,S1,S2,S3。当状态为 S0 时，南北方向亮绿灯，东西方向亮红灯,50s；当为状态为 S1 时，南北方向亮黄灯，东西方向亮红，5s；当状态为 S2 时，南北方向亮红灯，东西方向绿灯，30s；当状态为S3 时，南北方向亮红灯，东西方向黄灯，5s5s；程序还设计了一个紧急信号情况，当遭遇紧急情况时，主干道和支干道都亮红灯。3 3 系统实现系统实现交通灯控制器交通灯控制器 VHDLVHDL 源程序的具体程序和说明源程序的具体程序和说明LIBRARY IEEE;USE;ENTITY TRAFFIC2 ISPORT(CLK,R,SPC:
7、IN STD_LOGIC;-时钟、复位、特殊情况LIGHT:OUT STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0);-light:G1,R1,Y1,G2,R2,Y2;Q1,Q2:OUT INTEGER RANGE 0 TO 55);END TRAFFIC2;ARCHITECTURE behav OF TRAFFIC2 ISTYPE STATES IS(S0,S1,S2,S3);-定义枚举SIGNAL STATE:STATES;SIGNAL T1,T2:INTEGER RANGE 0 TO 55;BEGINP1:PROCESS(CLK,STATE)BEGINIF R=1THEN STA
8、TE=S0;T1=50;T2=55;-复位ELSIF SPC=1 THEN LIGHT LIGHT=100010;T1=T1-1;T2=T2-1;Q1=T1;Q2=T2;IF T1=0 THENSTATE=S1;T1=5;T2 LIGHT=001010;T1=T1-1;T2=T2-1;Q1=T1;Q2=T2;IF T1=0 THENSTATE=S2;T1=35;T2 LIGHT=010100;T1=T1-1;T2=T2-1;Q1=T1;Q2=T2;IF T2=0 THENSTATE=S3;T1=5;T2 LIGHT=010001;T1=T1-1;T2=T2-1;Q1=T1;Q2=T2;IF T
9、1=0 THENSTATE=S0;T1=50;T2STATE=S0;T1=50;T2=55;-主干道END CASE;END IF;END PROCESS;END behav;交通灯控制器程序中使用到得信号及其对应的管脚交通灯控制器程序中使用到得信号及其对应的管脚4 4 系统仿真系统仿真5 5 硬件验证（操作）说明硬件验证（操作）说明根据之前写定的引脚来进行连线，其中 clk 连接 1Hz 的脉冲，R 连可控制电平的高低电平信号，实现复位功能。SPC 接高低电平信号，实现紧急情况功能。G1 接南北道的绿灯,R1 接南北道的红灯,Y1 街南北道的黄灯。G2 接东西道的绿灯,R2 接东西道的红灯,
10、Y2 街东西道的黄灯。经过对源程序的不断检查和对 EP1K10TC100-3 主芯片的各个引脚是否能够提供正常工作进行检测，最终将结果调试成功。6 6总结总结通过这次实训，我们在程序的功能，源程序修改以及最后的硬件调试波形仿真中取得了更深一步的成就，通过理论结合实际进行不断地修改、讨论。填补了我们在这一方面的不足，当最后结果出来的时候，我们心比蜜甜，通过这次实训，我们在实践中学会了很多在平时的实验中无法学到得东西。将使我们在以后的工作中受益匪浅。7 7参考书目参考书目1、PLD 与数字系统设计 李辉编著 西安电子科技大学出版社，20052、数字电子技术基础（第四版），阎石主编，高教出版社3、候伯亨、顾新 VHDL 硬件描述语言与数字逻辑电路设计【M】西安电子科技大学出版社，2001-4。4、EDA 工程实践技术 付家才 主编 第二版 北京：化学工业出版社.20075、宋万杰等.CPLD 技术及其应用.西安电子科技大学出版社，2000.6、CPLD/FPGA 的开发与应用徐志军等编著，电子工业出版社，2002-77、VHDL 实用教程（修订版）潘松 王国栋 电子科技大学出版社