交通信号灯控制器课程设计报告.docx
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交通信号灯控制器课程设计报告.docx
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交通信号灯控制器课程设计报告
交通信号灯控制器课程设计报
交通信号灯控制器课程报告
一.设计要求
1、设计一个交通信号灯控制器,由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口,在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯,红灯亮禁止通行,绿灯亮允许通行,黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。
2、主、支干道交替允许通行,主干道每次放行45秒,支干道每次放行25秒,设立45秒、25秒计时、显示电路。
3、在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中,要亮5秒黄灯作为过渡。
提示:
选择1HZ时钟脉冲作为系统时钟。
1、
2、
时起始信号由主控电路给出,每当计满所需时间,计数器清零,由主控电路启、闭三色信号灯或启动另一计时电路。
二.设计思路
本设计针对一条主干道和一条支干道汇合成的十字路口,进行南北和东西直行情况下交通灯
45秒、25秒、5秒定时信号用倒计时,计控制。
根据交通灯的亮的规则,在初始状态下四个方向的都为红灯亮启,进入正常工作状态后,当主干道上绿灯亮时,支干道上红灯亮,持续45S后,主干道和支干道上的黄灯都亮启,持续5S后,主干道上红灯亮启,支干道上绿灯亮启持续25S,之后主干道和支干道上的黄灯都亮启5s,一个循环完成。
循环往复的执行这个过程。
设计中用两组红黄绿LED模拟两个方向上
的交通灯,用4个7段数码管分别显示两个方向上的交通灯剩余时间,控制时钟由试验箱上频率信号提供。
根据状态机的设计规范,本次设计了四个状
态之间的循环转化,其真值表及状态转化图如下所示
目前状
态
下一状态
输出
Lightl
Light2
so=oo
Sl=01
001
100
Sl=01
S2=10
010
010
S2=10
S3=U
100
001
S3=ll
S0=00
010
010
on
三.程序说明
1•各输入输出变量说明:
elk:
计数时钟
qclk:
扫描显示时钟
rst:
复位信号,当rst为1时,控制器和计数器回到初始状态
en:
使能信号,当en为1时控制器开始工作,en为0时
hold:
特殊情况控制信号,hold为1时,主、支干道方向无条件显示为红灯
seg:
用于数码管的译码输出
dig:
用于选择显示的数码管(片选)
numl:
用于主干道方向灯的时间显示
num2:
用于支干道方向灯的时间显示
light1:
控制主干道方向四盏灯的亮灭,其中,lightl[O卜lightl[2]分别控
制主干道方向的绿灯、黄灯和红灯
Hght2;控制支干道方向四盏灯的亮灭,其中,Hght2[0]-light2[2]分别控
制支干道方向的绿灯、黄灯和红灯
2•输入输出及中间变量设置:
moduletraffic(en,clk9qclk,rst,hold,numl,num2JightlJight2,seg,dig;
inputen,clk,qclk,rst9hold;
output[5:
0]dig;
output[7:
0]numl9num2;
output[6:
0]seg;
output[2:
0]lightl,light2;
regtiml,tim2;
reg[3:
0]disp_dat;
reg[6:
0]seg;
reg[7:
0]numl,num2;
reg[7:
0]red1,red2,green1,green2,yellowl,yellow2reg[5:
0]dig;
reg[l:
0]count;
reg[1:
OJstate1,state2;
reg[2:
OJlight1Jight2;
3•初始状态设f
always@(en)
if(!
en)
begin
greenl<=8*b01000101;
redl<=8fb00100101;yellow1<=8'bOOOOO101;green2<=8*b00100101;
red2<=8fb01000101;yellow2<=8,b00000101;end
4•主干道方向点亮顺序:
always@(posedgeelk)//主干道begin
if(rst)
begin
lightl<=3fb001;numl<=greenl;end
elseif(hold)begin
lightl<=3fbl00;numl<=greenl;
end
elseif(en)
beginif(!
timl)begin
lightl<=3,b001;
lightlv=3'b010;
lightl<=3fbl00;
lightl<=3fb0X0;
case(statel)
2fb00:
beginnuml<=greenl;statel<=2fb01;end
2fb01:
beginnum1<=yellowl;statel<=2fbll;end2'bll:
b£ginnuml<=redl;
statel<=2fbl0;end
2'b10:
beginnum1<=yellow1;statel<=2fb00;enddefault:
lightl<=3,bl00;
endcase
end
else〃主干道倒数计时
begin
if(numl>0)
if(numl[3:
0]==0)beginnuml[3:
0]<=4,bl001;numl[7:
4]<=numl[7:
4]-l;
end
elsenuml[3:
0]<=numl[3:
0]-l;if(numl==l)timl<=0;
end
end
else
beginlightl<=3,b010;numl=2Tb00;timl<=0;
end
end
5•支干道方向点亮顺序:
always@(posedgeelk)//支干道
begin
if(rst)
begin
light2v=3'bl00;
num2<=red2;
end
elseif(hold)
begin
light2v=3'bl00;num2<=red2;
end
elseif(en)
begin
if(!
tim2)
begin
tim2<=l;
light2<=3fbl00;
light2<=3,b010;
light2<=3fb001;
light2<=3fb010;
case(statel)
2!
b00:
beginnum2<=red2;state2<=2fb01;end2fb01:
beginnum2<=yellow2;state2<=2fbll;end
2fbll:
beginnum2<=green2;state2<=2*blO;end
2'b10:
beginnum2<=yellow2;
state2<=2'bOO;end
default:
light2<=3,bl00;
endcase
end
else〃支干道倒数计时
beginif(num2>0)
if(num2[3:
0]==0)
begin
num2[3:
0]<=4,bl001;
num2[7:
4]<=num2[7:
4]-l;endelsenum2[3:
0]<=num2[3:
0]-1;if(num2==l)tim2<=0;endend
else
begin
light2<=3fb010;state2v=2'b00;tim2<=0;
end
end
6•数码管译码及显示:
always@(posedgeqclk)〃定义上升沿触发
进程
begin
count<=count+lTbl;
endalways@(count)begin
〃选择扫描显示数
case(count)
据
2'dO:
disp_dat<=numl[3:
0];〃第一
个数码管
2'dl:
disp_dat<=numl[7:
4];〃第二
个数码管
2'd2:
disp_dat<=num2[3:
0];〃第三
个数码管
2'd3:
disp_dat<=num2[7:
4];〃第四
个数码管
default:
disp_dat<=0;endcase
end
〃选择
always@(count)
begincase(count)
数码管显示位
2fd0:
dig<=6P011111;//选择第一个数码管显示
2fdl:
dig<=6P101111;//选择第二个数码管显示
2P2:
dig<=6P110111;//选择第三个数码管显示
2P3:
dig<=6P111011;//选择第四个数码
管显示
default:
dig<=6^111111;
endcase
end
alw町s@(disp_dat)
begin
case(disp_dat)〃七段译码
〃显示”(T
4fb0000:
seg<=7^0111111;
4'b0001:
seg<=
7^0000110;//显示T”
〃显示”2”
4'b0010:
seg<=7^1011011;
4fb0011:
seg<=7^1001111;
〃显示'3'
4'b0100:
seg<=
7^1100110;〃显示”4”
4^0101:
seg<=7^1101101;
〃显示”5”
4^0110:
seg<=7^1111101;
〃显示”6”
4'b0111:
seg<=7^0000111;
〃显示”7”
4'bl000:
seg<=7^1111111;
7^1101111;//显示”9”
seg<=
default:
7P0111111;//不显示
endcase
end
endmodule
三.仿真波形图
IT-D;/tfic2/traffic-traffic一(SiaiolationReport-Sivulstion
曹Z>LoRdiQvier"ojce,£s5i«rr-an«I«ol5J>r如生”
- 配套讲稿:
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