EDA交通信号控制器VHDL的设计
交通信号控制器的VHDL的设计说明
E D A 课程设计报告交通信号控制器的VHDL设计班级：2009级通信工程一班姓名：陈洁学号：2009550606指导老师：刘奇能交通信号控制器的VHDL的设计一、设计任务模拟十字路口交通信号灯的工作过程，利用实验板上的两组红、黄、绿LED作为交通信号灯，设计一个交通信号灯控制器。
能达到的要求：（1）交通灯从绿变红时，有4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40秒，支干道的绿灯时间为20秒；（4）在任意时间，显示每个状态到该状态结束所需的时间。
主干道图1 路口交通管理示意图表1 交通信号灯的4种状态二、设计原理1、设计目的：学习DEA开发软件和QuartusII的使用方法，熟悉可编程逻辑器件的使用。
通过制作来了解交通灯控制系统，交通灯控制系统主要是实现城市十字交叉路口红绿灯的控制2、设计说明（1）第一模块：clk时钟秒脉冲发生电路在红绿灯交通信号系统中，大多数情况是通过自动控制的方式指挥交通的。
因此为了避免意外事件的发生，电路必须给一个稳定的时钟（clock）才能让系统正常运作。
模块说明：系统输入信号：Clk: 由外接信号发生器提供256的时钟信号；系统输出信号：full：产生每秒一个脉冲的信号；（2）第二模块：计数秒数选择电路计数电路最主要的功能就是记数负责显示倒数的计数值，对下一个模块提供状态转换信号。
模块说明：系统输入：full: 接收由clk电路的提供的1hz的时钟脉冲信号；系统输出信号：tai：产生显示电路状态转换信号gw：倒计数值秒数个位变化控制信号sw：倒计数值秒数十位变化控制信号sgw：次倒计数值秒数个位变化控制信号；ssw：次倒计数值秒数十位变化控制信号；（3）第三模块：红绿灯状态转换电路本电路负责红绿灯的转换。
模块说明：系统输入信号：full: 接收由clk电路的提供的1hz的时钟脉冲信号；tai: 接收计数秒数选择电路状态转换信号；系统输出信号：zhuangtai: 负责红绿灯的状态显示。
基于EDA的交通信号灯电路的设计与仿真
基于EDA的交通信号灯电路的设计与仿真传统的交通信号灯控制电路的设计是基于中、小规模集成电路，电路元件多、焊接复杂、故障率高、可靠性低，而且控制系统的功能扩展及调试都需要硬件电路的支持，为日常维护和管理增加了难度。
目前很多城市的交通信号灯还是应用传统的电路设计，一旦交通信号灯出现故障，不能及时维修和处理，势必会造成道路的交通混乱。
通过技术的改进，采用基于EDA技术的交通信号灯控制电路弥补了传统设计中的缺点，通过VHDL语言编写系统控制程序，利用软件控制整个系统的硬件电路，还可以利用EDA集成开发环境对交通信号灯的设计进行仿真，验证设计结果是否实现。
改进后的交通信号灯电路组成元器件少，可靠性高，操作简单，实现可扩展功能。
1 交通信号灯控制电路1.1 交通信号灯工作原理基于FPGA的交通信号灯控制电路主要用于甲乙两条车道汇合点形成的十字交叉路口，甲乙两车道各有一组红、黄、绿灯和倒计时显示器，用以指挥车辆和行人有序的通行。
两组红绿灯分别对两个方向上的交通运行状态进行管理，红灯亮表示该道路禁止通行，黄灯表示停车，绿灯表示可以通行;倒计时显示器是用来显示允许通行或禁止通行的时间，以倒计时方式显示交通灯闪亮持续时间。
为每个灯的闪亮状态设置一个初始值，指示灯状态改变后，开始按照初始值倒计时，倒计时归零后，灯的状态将会改变至下一个状态。
交通灯两车道的指示灯闪亮状态是相关的，每个方向的灯闪亮状态影响着另一个方向的指示灯闪亮状态，这样才能够协调两个方向的车流。
甲乙两车道交通灯工作状态如表1所示，其中“1”代表点亮，“0”代表熄灭。
当甲车道绿灯亮时，乙车道对应红灯亮，由绿灯转换红灯的过渡阶段黄灯亮。
同理，乙车道绿灯亮时，甲车道的交通灯也遵循此规则。
当出现特殊情况时，各方向均亮红灯，倒计时停止，特殊运行状态结束后，控制器恢复原来状态，继续运行。
1.2 交通信号灯电路结构根据交叉路口交通灯工作原理，图1为交通信号灯控制电路的原理图。
eda交通灯控制器课程设计
eda交通灯控制器课程设计课程设计：EDA交通灯控制器1. 课程背景和目标：EDA交通灯控制器是使用EDA（电子设计自动化）工具进行交通灯控制系统设计的课程。
学习该课程的目标是使学生能够熟练运用EDA工具进行交通灯控制系统设计，并能够理解交通灯控制系统的原理和设计方法。
2. 课程内容和安排：(1) 交通灯控制系统原理介绍：介绍交通灯控制系统的基本原理，包括信号机、信号控制方法和交通流量检测等。
(2) EDA工具介绍：介绍常用的EDA工具，如Verilog、VHDL等，并讲解其基本使用方法。
(3) 交通灯控制器设计流程：介绍交通灯控制器的设计流程，包括需求分析、功能设计、模块设计和系统集成等。
(4) 交通灯控制器设计实践：学生通过实践项目，使用EDA工具设计交通灯控制器。
项目涵盖设计、仿真、验证和生成等环节，学生需要独立完成设计并提交设计报告。
3. 课程教学方法：(1) 理论讲解：通过课堂讲解，介绍交通灯控制系统的原理和设计方法，以及EDA工具的使用方法。
(2) 实践项目：学生通过实践项目，运用所学知识设计交通灯控制器，并进行仿真、验证和生成等环节。
(3) 讨论和案例分析：通过课堂讨论和案例分析，加深学生对交通灯控制系统的理解和应用能力。
(4) 指导和批评：教师对学生的设计进行指导和批评，帮助学生不断提高设计能力。
4. 评估方式：(1) 实践项目报告：学生独立完成实践项目，并提交设计报告，包括设计过程、仿真结果和验证结果等。
(2) 课堂测试：通过课堂测试检验学生对交通灯控制系统原理和EDA工具的理解程度。
(3) 课堂表现：评估学生的课堂出勤情况、学习态度和参与度等。
5. 参考教材：(1) 《交通信号控制原理与技术》高新泽(2) 《EDA与数字电路设计》陈骏等(3) 《数字电路与系统设计》刘敏衡等(4) 《系统设计自动化技术与EDA工具应用》杨学庆等以上是对EDA交通灯控制器课程设计的简要介绍。
课程内容涵盖了交通灯控制系统的原理和设计方法，以及EDA工具的使用方法。
基于VHDL语言的EDA设计——交通灯功能设计
北京XX大学《数字电路逻辑设计》实训报告基于VHDL语言的EDA设计——交通灯控制系统课程名称：数字电路逻辑设计课程实训学院：信息学院专业：电子信息工程姓名：班级：200908030301学号：2009080303132 2009080303101指导教师：成绩：2011年12 月22日目录目录 ................................................................................................................................................ - 1 - 概述 .. (1)第一章交通灯控制系统工程设计要求 (2)1、基础功能要求 (2)2、拓展功能要求 (2)第二章基础功能模块电路设计 (3)1、南北方向控制模块设计 (3)2、东西方向控制模块设计 (5)3、顶层设计 (8)第三章电路基础功能时序仿真验证 (9)1、南北方向控制模块功能仿真验证 (9)2、东西方向控制模块功能仿真验证 (9)3、顶层设计整体功能仿真验证 (10)第四章电路拓展功能设计 (11)1、“左转向”指示灯功能设计 (11)2、“左转向”指示功能设计 (12)附录 (13)附录1-小组成员与成员分工 (13)附录2-参考资料 (13)概述1、EDA技术的概念EDA技术就是以计算机为工具，设计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言VHDL完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射和编程下载等工作。
EDA技术的出现，极大地提高了电路设计的效率和可操作性，减轻了设计者的劳动强度。
利用EDA工具，电子设计师可以从概念、算法、协议等开始设计电子系统，大量工作可以通过计算机完成，并可以将电子产品从电路设计、性能分析到设计出IC 版图或PCB版图的整个过程的计算机上自动处理完成。
EDA实验报告：基于VHDL语言的交通灯控制系统设计与实现
图为k1=0时的输出状态s1，输出恒为011110。即亮灯为R1，y2。保持时间1S。
(k2=0)
上图为k2=0时的输出状态s2，输出恒为101011。即亮灯为G1，R2。保持时间2S。
(k3=0)
上图为k3=0时的输出状态s3，输出恒为110011。即亮灯为R1，G2。保持时间1S。
四、小结及心得体会
else
if counter<5 then
next_state<=s3;
else
next_state<=s0;
end if;
end if;
end if;
end if;
end if;
end case;
end process;
ouput:process(current_state)
begin ——显示程序
begin
u1: jiaotongdeng port map(
clk=>clki,
k0=>k0,
k1=>k1,
k2=>k2,
k3=>k3,
r1=>r1,r2=>r2,g1=>g1,g2=>g2,y1=>y1,y2=>y2
);
u2: div port map(clk=>clk1,clk_out=>clki);
end if;
end if;
end if;
when s3=>
if k0='0' then
next_state<=s0;
else
if k1='0' then
next_state<=s1;
EDA基于VHDL的交通信号控制器的设计课程设计
课程设计(论文)题目名称基于VHDL的交通信号控制器的设计课程名称专业课程设计Ⅲ学生姓名学号系、专业信息工程系、电子信息工程指导教师2013 年10月28 日摘要传统的交通灯控制系统多数由单片机或PLC实现，本文介绍的是基于EDA技术设计交通灯系统的一种方案。
EDA技术的一个重要特征就是使用硬件描述语言(HDL)来完成系统的设计文件，可以代替设计者完成电子系统设计中的大部分工作，而且可以直接从程序中修改错误及系统功能而不需要硬件电路的指示，应用VHDL 的数字电路实验降低了数字系统的设计难度，这在电子设计领域已得到设计者的广泛采用。
本设计就是针对交通信号灯控制器的设计问题，提出了基于VHDL语言的交通信号灯系统的硬件实现方法。
通过对系统进行结构分析，采用了层次化的设计方法，分别给出了分频模块、倒计时控制模块、动态控制模块的VHDL程序，并且利用Max PlusⅡ对应用程序进行了仿真，并给出了相应的仿真结果。
在用VHDL 语言进行电路设计时，应充分认识到VHDL语言的特点，从设计思想、语句运用及描述方法上等多方面对电路进行优化设计。
通过电路优化设计，可以使用规模更小的可编程逻辑芯片，从而降低系统成本。
关键词：EAD技术；VHDL语言；Max PlusⅡ；仿真目录前言 (1)1 交通信号控制器 (2)1.1 设计任务 (2)1.2 交通灯信号灯控制器的整体框架及工作原理 (2)1.3 交通信号控制器电路的实现及工作原理 (4)2 各模块的VHDL程序设计与仿真 (8)2.1 分频模块 (8)2.1.1 100分频模块 (8)2.1.2 50分频模块 (10)2.2 功能控制电路 (11)2.2.1 消抖同步模块 (11)2.2.2 状态控制模块 (12)2.2.3 A、B两方向倒计时控制模块contrla和contralb (13)2.3 动态显示控制电路 (18)2.3.1 片选信号产生模块 (18)2.3.2 数据选择模块 (20)2.3.3 七段显示译码模块 (21)3 课程设计总结 (24)参考文献 (25)致谢 (26)前言随着世界经济与技术的发展，交通运输已经成为经济生活的重要方面，并对保证社会经济体系的正常运转发挥着越来越大的作用。
EDA课程设计-交通红绿灯控制
EDA课程设计报告设计题目：交通灯信号控制器专业年级：姓名：学号：指导教师：2012.5.30摘要-----------------------------------------------------1 关键词--------------------------------------------------1 一交通灯控制系统简介------------------------------------2 1.1 交通灯的发展----------------------------------------2 1.2 交通灯控制系统的目的--------------------------------2 二交通灯控制系统的设计----------------------------------2 2.1 设计要求--------------------------------------------3 2.2 设计思路--------------------------------------------3 2.2.1 设计流程----------------------------------------4 2.2.2 状态机变化图------------------------------------5 三详细设计----------------------------------------------6 3.1 红黄绿灯控制模块------------------------------------6 3.2 倒计时传输、控制模块---------------------------------6 3.3 倒计时45秒模块-------------------------------------7 3.4倒计时25秒模块--------------------------------------8 3.5倒计时5秒模块---------------------------------------8 3.6 总体连线图------------------------------------------9 四心得体会---------------------------------------------10 参考文献-----------------------------------------------10 附录---------------------------------------------------11随着电子设计技术、ISP（在系统可编程）技术，PLD（可编程逻辑器件），与EDA（电子设计自动化）紧密结合，它代表了数字系统设计领域的最高水平，给数字电路的设计带来了革命性的变化。
《EDA(VHDL)课程设计》任务书
3．四组数字智力抢答器的VHDL设计（每班1-30号的双号选择）
系统设计要求是：
(1)设计制作一个可容纳四组参赛者的数字智力抢答器，每组设置一个抢答按钮供抢答者使用。
(1)主、支干道各设有一个绿、黄、红指示灯，两个显示数码管。
(2)主干道处于常允许通行状态，而支干道有车来才允许通行。
(3)当主、支道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行45s，支干道每次放行25s，在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中，要亮5s的黄灯作为过渡，并进行减计时显示。
设计的基本要求
3．输入、输出接口说明
4．报告中有分频器、定时器相关模块的功能仿真和时序仿真结果。
5．编写内容充实、完整和规范的课程设计报告书。
6．课程设计报告要求校对仔细，无错字，A4纸打印，左侧装订。
主要参考文献
[1]谭会生，张昌凡.EDA技术及应用.西安：西安电子科技大学出版社，2006,12.
[2]潘松，黄继业.EDA技术实用教程.北京：科学出版社，2008,8.
2．99分钟定时器的VHDL设计（每班1-30号的单号选择）
任务要求：具有整体清零（reset）功能，定时99分钟。以秒速度递增至99分钟停止，启动报警(cout)5秒钟。具有置位（cn）控制，即cn高电平时，clk脉冲上升沿到来，计数加一；cn低电平时，置位结束，进入倒计时阶段，以秒速度使输出计数减一至零结束，并同时报警（cout）5秒钟。
为了防止雷同，建议每班1-4号设计2.5分频，5-8号设计3.5分频，9-12号设计4.5分频，13-16号设计5.5分频，17-20号设计6.5分频，21-24号设计7.5分频，25-28设计8.5分频，29-32设计9.5分频，33-36设计10.5分频，37-40号设计11.5分频，41-44号设计12.5分频计数器。
交通灯控制器的EDA设计正文
begin
process(clock)
begin
if rising_edge(clock) then
if flash='0' then
timeout<=0;
else
if timeout=63 then
timeout<=0;
else
begin
process(reset,clock)
begin
if reset='1' then
countnum<=0;
elsif rising_edge(clock) then
if hold='1' then ——当出现紧急情况时，计数器暂停计数
countnum<=countnum;
else
if countnum=49 then
yellowb<='0';
elsif countnum<=44 then
numb<=45-countnum;
redb<='0';
greenb<='1';
yellowb<='0';
else
numb<=50-countnum;
redb<='0';
greenb<='0';
yellowb<='1';
end if;
countnum<=0;
else
countnum<=countnum+1;
end if;
EDA基于VHDL语言的交通灯设计报告
基于VHDL的交通灯设计摘要随着社会上特别是城市中机动车辆保有量的不断增加,在现代城市的日常运行控制中，车辆的交通控制越来越重要，在十字交叉路口，越来越多的使用红绿灯进行交通指挥和管理。
本文以VHDL硬件描述语言为设计手段，完成了交通信号灯控制电路的设计，其中交通信号灯控制电路的开发目的是设计一个适用于主、支干道十字交叉路口的红黄绿交通灯的控制系统，通过合理设计系统功能，使红黄绿灯的转换有一个准确的时间间隔和转换顺序。
所设计的交通信号灯控制电路经过在QuartusⅡ 6.0软件下进行模拟仿真，观察其波形，证明所设计的交通信号灯控制电路完全可以实现预定的功能，并有一定的实用性。
关键词：FPGA; VHDL; QuartusⅡ; 交通灯一、设计思路本设计主要是利用状态机控制，交通灯的工作分成5个状态，如下：St0：支干道亮红灯，主干道亮绿灯，数码管不显示。
St1：主干道亮绿灯45秒，数码管显示45秒倒计时；支干道亮红灯，数码管显示从49秒倒计时到05秒。
St2：：主干道亮黄灯5秒，数码管显示5秒倒计时；支干道亮红灯，数码管显示从04秒倒计时到00秒。
St3：支干道亮绿灯25秒，数码管显示25秒倒计时；主干道亮红灯，数码管显示从29秒倒计时到05秒。
St4：支干道亮黄灯5秒，数码管显示5秒倒计时；主干道亮红灯，数码管显示从04秒倒计时到00秒。
把交通灯的工作分成五个状态，则写程序的时候思路就比较清晰，只要在相应的状态里完成相应的工作，控制好黄绿红灯和数码管的倒计时显示，而且把握好五个状态转换的条件即可。
实现起来也方便。
二、设计分析根据设计思路可以把整体设计分为三个模块：1、分频模块：把实验板上的50MHz的频率分成1Hz信号（用于倒计时计数的时钟信号）、1kHz信号（用于数码管扫描显示的片选时钟信号）和2hz（用于黄灯的闪烁）；2、交通灯控制以及倒计时（五个状态的控制）模块；3、数码管译码扫描显示模块。
eda交通信号灯控制系统设计
河南机电高等专科学校结课大作业河南机电高等专科学校《VHDL程序设计》结课大作业交通信号灯控制系统设计姓名: 笑嘻嘻思想专业班级：笑嘻嘻笑嘻嘻思想学号: 笑嘻嘻笑嘻嘻思想任课教师：笑嘻嘻笑嘻嘻思想时间: 2010—11-23成绩：交通信号灯控制系统设计应电08级1班靳晓龙任课老师：石新峰摘要：伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高，汽车的数量的增加。
DEA 技术的发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息，通信，自动，控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。
随着技术市场与人才市场对DEA的不断的增加，交通的问题日益突出,单单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以，设计交通灯来完成这个需求就显的越加迫切了.为了确保十字路口的行人和车辆顺利、畅通地通过,往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。
交通灯控制系统设计城市路口交通信号控制系统大体上分为三种类型:定周期的信号机、多时段且具有无电缆协调功能的微电脑型信号机以及联网式自适应多相位智能型信号机。
具体采用哪种类型，应根据其应用场合及特点加以确定。
其中，第一种类型以其成本低,设计简单，安装及维护方便等特点得到了广泛应用.以下就是运用数字电子设计出的交通灯：其中红灯亮，表示该条路禁止通行;黄灯亮表示停车；绿灯亮表示允许通行.交通灯控制器控制两个主干道交叉路口的交通，路口车辆多，直行信号、左转弯信号分开显示,a，b 两个主干道的通行时间相等，其中指示直行的绿灯亮30 s，指示左转弯的绿灯亮12 s，绿灯变至红灯时,黄灯亮3 s，以便于车辆能停在停车线内，红灯信号的最后3 s 相应的黄灯也同时亮，以便提示驾驶人员准备起步。
在两个主干道路口都配备传感器用来检测有无车辆通行。
当两个主干道都有车辆时,自动处于主干道a绿灯，主干道b红灯的状态，然后轮流切换通行.当主干道a无车辆时，自动处于主干道b绿灯，主干道a红灯的状态;反之亦然，以提高通行效率。
关键词：交通灯控制系统；分频器；信号控制器 ;VHDL语言目录1 概述 (1)2设计要求 (4)3总体构思 (10)4各单元电路的设计和实现 (15)5 功能仿真及其结果 (19)6 编译、下载及调试 (25)7 总结与展望 (30)参考文献 (35)1概述随着社会经济的发展,城市交通问题越来越引起人们的关注.人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。
基于VHDL语言的交通信号灯设计
基于VHDL语言的交通信号灯设计交通信号灯的设计是交通管理中非常重要的一环，通过合理的交通信号灯设计，可以提高道路交通的效率，并保证交通的安全性。
在本文中，将基于VHDL语言设计一个简单的交通信号灯系统，对信号灯进行控制。
首先，我们需要了解交通信号灯的基本原理。
一般情况下，交通信号灯通常分为红灯、黄灯和绿灯三个状态。
每个状态的时间长度可以根据实际情况进行调整。
在设计中，我们将考虑两个十字路口，每个十字路口设置一个交通信号灯。
接下来，我们将使用VHDL语言进行交通信号灯的设计。
首先定义一个信号类型，表示交通灯的三种状态：```vhdltype traffic_light_state is (red, yellow, green);```然后，定义信号灯实体，包括输入信号和输出信号：```vhdlentity traffic_light isportclk: in std_logic;reset: in std_logic;north_south_light: out traffic_light_state;east_west_light: out traffic_light_stateend traffic_light;```在实体中，我们使用了时钟clk和复位信号reset，以确保交通灯的状态按照预期进行转换。
north_south_light和east_west_light是输出信号，表示两个十字路口的交通信号灯状态。
接下来，我们定义信号灯行为。
在时钟上升沿或复位信号为高时，交通灯的状态会发生变化。
我们可以使用一个计数器和状态机来实现交通灯的控制。
当计数器达到一定值时，状态机将更新信号灯的状态。
```vhdlarchitecture behav of traffic_light issignal state: traffic_light_state := red;beginprocess(clk, reset)beginif reset = '1' thencounter <= 0;state <= red;elsif rising_edge(clk) thencounter <= counter + 1;case state iswhen red =>state <= green;counter <= 0;end if;when green =>state <= yellow;counter <= 0;end if;when yellow =>state <= red;counter <= 0;end if;end case;end if;end process;north_south_light <= state; east_west_light <= state; end behav;```最后，我们需要在顶层模块中实例化交通信号灯实体，并提供时钟和复位信号。
基于EDA的VHDL语言设计的交通灯
师学院本科生课程设计论文基于Verilog HDL的RS编码器设计院系电子与通信工程学院专业通信工程学生班级通信111班姓名韦仁良学号 3指导教师单位电子与通信工程学院指导教师宇宁【摘要】随着社会上特别是城市中机动车辆保有量的不断增加,在现代城市的日常运行控制中，车辆的交通控制越来越重要，在十字交叉路口，越来越多的使用红绿灯进行交通指挥和管理。
本文以VHDL硬件描述语言为设计手段，完成了交通信号灯控制电路的设计，其通信号灯控制电路的开发目的是设计一个适用于主、支干道十字交叉路口的红黄绿交通灯的控制系统，通过合理设计系统功能，使红黄绿灯的转换有一个准确的时间间隔和转换顺序。
所设计的交通信号灯控制电路经过在QuartusⅡ软件下进行模拟仿真，观察其波形，证明所设计的交通信号灯控制电路完全可以实现预定的功能，并有一定的实用性。
【关键词】VHDL; QuartusⅡ; 交通灯【题目要求】用有限状态机设计一个交通灯控制器，设计要求：A路和B路，每路都有红、黄、绿三种灯，持续时间为：红灯45s、黄灯5s、绿灯40s。
A、B路交通灯的转换状态是：（1）A红、B绿（持续时间40s）；（2）A红、B黄（持续时间5）；（3）A绿、B红（持续时间40s）；（4）A黄、B红（持续时间5s）；【系统总体设计原理】该系统主要由分频模块fen50m_1s、控制模块traffic_control、转换模块bin2bcd以及显示模块display电路构成。
其中分频模块fen50m_1s主要将系统输入的基准时钟信号转换为1Hz的激励信号，驱动控制模块工作。
控制模块traffic_control根据计数情况对交通灯的亮灭及持续时间进行控制。
转换模块bin2bcd将控制模块设计的亮灯时间的二进制转换为bcd码。
显示模块display主要将亮灯时间以倒计时的形式通过数码显示出来【时钟分频模块】系统时钟脉冲为50MHz，为满足各个模块脉冲需求，需要分频成2Hz和4000Hz的脉冲。
EDA技术与VHDL第五版教学设计
EDA技术与VHDL第五版教学设计前言EDA技术（Electronic Design Automation）是现代电子工程中不可或缺的技术手段。
EDA技术主要是指借助EDA（Electronic Design Automation）软件工具来进行电子系统及芯片的设计、生产和测试等各个环节中所需的CAD技术。
而VHDL（VHSIC Hardware Description Language）则是用来描述数字系统的硬件特性的一种表示语言。
本文将针对EDA技术和VHDL第五版的教学内容进行简要讨论。
EDA技术EDA技术的应用范围非常广泛，包括模拟电路和数码电路的设计、布局、验证和测试等各个环节。
EDA技术的使用可以大大简化电路设计的过程，提高电路设计的效率和准确性。
目前市面上主流的EDA软件有Altium Designer、Protel、PADS、Eagle、OrCAD等。
EDA技术在电子工程教育中的意义非常重要，对于培养学生的电路设计能力和实践能力有着重要作用。
在课堂教学中，可以通过以下几个方面来进行EDA技术的教学：1.EDA软件的基本操作首先，需要对常用的EDA软件进行介绍。
学生需要了解如何打开、创建和保存项目，如何进行电路设计和模拟，如何进行元器件库的管理等。
其中最重要的是掌握软件的快捷键和常用操作。
2.电路设计流程其次，需要讲解电路设计的流程，包括电路分析、元器件选型、电路设计、仿真和测试等各个环节。
通过实践操作，使学生掌握电路设计的基本流程和步骤。
3.实验实践最后，对于EDA技术的实验实践也是非常重要的一环。
学生可以通过设计一些小的实验电路，并进行仿真和测试，来巩固自己的掌握程度。
比如设计一个简单的加法器，然后通过仿真来验证电路的正确性。
VHDL第五版VHDL是一种常用的数字电路设计语言，它可以用来描述数字电路中各种电路的行为与结构。
VHDL第五版是目前最新版的VHDL标准。
学习VHDL第五版对于培养学生的数字电路实践能力具有非常重要的作用。
EDA 交通灯控制器VHDL设计
EDA课程设计题目：交通灯控制器VHDL设计专业：通信工程班级：通信082姓名：XXX学号：XXXXXXXX设计要求乐曲硬件演奏电路的VHDL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、红、绿、黄发光二极管作信号灯，。
3、主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。
主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。
4、主、支干道均有车时，两者交替允许通行，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。
5、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，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外，设立5秒计时、显示电路。
教学提示:1、选择1HZ时钟脉冲作为系统时钟。
2、45秒、25秒、5秒定时信号可用顺计时，也可用倒计时，计时起始信号由主控电路给出，每当计满所需时间，即向主控电路输出“时间到”信号，并使计数器清零，由主控电路启、闭三色信号灯或启动另一计时电路。
显示结果：设计一个十字路口的交通灯控制器，能显示十字路口东西、南北两个方向的红、黄、绿灯的指示状态。
用两组红、黄、绿三种颜色的灯分别作为东西、南北两个方向的红、黄、绿灯，变化规律为：东西绿灯亮，南北红灯亮→东西黄灯亮，南北红灯亮→东西红灯亮、南北绿灯亮→东西红灯亮，南北黄灯亮→东西绿灯亮，南北红灯亮….，这样依次循环。
南北方向是主干道车道，东西方向是支干道车道，要求两条交叉道路上的车辆交替运行，主干道每次通行时间都设为45秒，支干道每次通行时间都设为25秒，时间可设置修改。
在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。
要求交通灯控制器有复位功能，在复位信号使能的情况下能够实现交通灯的自动复位，并且要求所有交通灯的状态变化，包括复位信号引起的均发生时钟脉冲的上升沿处。
EDA交通信号控制器的VHDL设计
交通信号控制器的VHDL的设计一、设计任务及要求：设计任务：模拟十字路口交通信号灯的工作过程，利用实验板上的两组红、黄、绿LED作为交通信号灯，设计一个交通信号灯控制器。
要求：（1）交通灯从绿变红时，有4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40秒，支干道的绿灯时间为20秒；（4）在任意时间，显示每个状态到该状态结束所需的时间。
主干道图1 路口交通管理示意图设计要求：（1）采用VHDL语言编写程序，并在QUARTUSII工具平台中进行仿真，下载到EDA实验箱进行验证。
（2）编写设计报告，要求包括方案选择、程序清单、调试过程、测试结果及心得体会。
二、设计原理1、设计目的：学习EDA开发软件和QuartusII的使用方法，熟悉可编程逻辑器件的使用。
通过制作来了解交通灯控制系统，交通灯控制系统主要是实现城市十字交叉路口红绿灯的控制。
设计说明：在事先准备及老师指导后，将此次设计分4个模块，来解决交通灯的各项特性。
（1）第一模块：clk时钟秒脉冲发生电路在红绿灯交通信号系统中，大多数情况是通过自动控制的方式指挥交通的。
因此为了避免意外事件的发生，电路必须给一个稳定的时钟（clock）才能让系统正常运作。
模块说明：系统输入信号：Clk: 由外接信号发生器提供256的时钟信号系统输出信号： full：产生每秒一个脉冲的信号（2）第二模块：计数秒数选择电路计数电路最主要的功能就是记数负责显示倒数的计数值，对下一个模块提供状态转换信号。
模块说明：系统输入：full: 接收由clk电路的提供的1hz的时钟脉冲信号系统输出信号： tm：产生显示电路状态转换信号tl：倒计数值秒数个位变化控制信号th：倒计数值秒数十位变化控制信号（3）第三模块：红绿灯状态转换电路本电路负责红绿灯的转换。
模块说明：系统输入信号：full: 接收由clk电路的提供的1hz的时钟脉冲信号tm: 接收计数秒数选择电路状态转换信号系统输出信号： comb_out: 负责红绿灯的状态显示（4）第四模块：时间显示电路本电路负责红绿灯的计数时间的显示。
基于EDA技术交通信号灯设计
1 EDA技术及VHDL语言介绍1.1 概述EDA是电子设计自动化（Electronic Design Automation）缩写，是90年代初从CAD（计算机辅助设计）、CAM（计算机辅助制造）、CAT（计算机辅助测试）和CAE（计算机辅助工程）的概念发展而来的。
EDA技术是以计算机为工具，根据硬件描述语言HDL（ Hardware Description language）完成的设计文件，自动地完成逻辑编译、化简、分割、综合及优化、布局布线、仿真以及对于特定目标芯片的适配编译和编程下载等工作。
典型的EDA工具中必须包含两个特殊的软件包，即综合器和适配器。
综合器的功能就是将设计者在EDA平台上完成的针对某个系统项目的HDL、原理图或状态图形描述，针对给定的硬件系统组件，进行编译、优化、转换和综合，最终获得我们欲实现功能的描述文件。
综合器在工作前，必须给定所要实现的硬件结构参数，它的功能就是将软件描述与给定的硬件结构用一定的方式联系起来。
也就是说，综合器是软件描述与硬件实现的一座桥梁。
综合过程就是将电路的高级语言描述转换低级的、可与目标器件FPGA/CPLD 相映射的网表文件。
适配器的功能是将由综合器产生的王表文件配置与指定的目标器件中，产生最终的下载文件，如JED文件。
适配所选定的目标器件（FPGA/CPLD芯片）必须属于在综合器中已指定的目标器件系列。
硬件描述语言HDL是相对于一般的计算机软件语言，如：C、PASCAL而言的。
HDL语言使用与设计硬件电子系统的计算机语言，它能描述电子系统的逻辑功能、电路结构和连接方式。
设计者可利用HDL程序来描述所希望的电路系统，规定器件结构特征和电路的行为方式；然后利用综合器和适配器将此程序编程能控制FPGA和CPLD部结构，并实现相应逻辑功能的的门级或更底层的结构网表文件或下载文件。
目前，就FPGA/CPLD开发来说，比较常用和流行的HDL主要有ABEL-HDL、AHDL和VHDL。
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交通信号控制器的VHDL的设计一、设计任务及要求：设计任务：模拟十字路口交通信号灯的工作过程，利用实验板上的两组红、黄、绿LED作为交通信号灯，设计一个交通信号灯控制器。
要求：（1）交通灯从绿变红时，有4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40秒，支干道的绿灯时间为20秒；（4）在任意时间，显示每个状态到该状态结束所需的时间。
主干道图1 路口交通管理示意图设计要求：（1）采用VHDL语言编写程序，并在QUARTUSII工具平台中进行仿真，下载到EDA实验箱进行验证。
（2）编写设计报告，要求包括方案选择、程序清单、调试过程、测试结果及心得体会。
二、设计原理1、设计目的：学习EDA开发软件和QuartusII的使用方法，熟悉可编程逻辑器件的使用。
通过制作来了解交通灯控制系统，交通灯控制系统主要是实现城市十字交叉路口红绿灯的控制。
设计说明：在事先准备及老师指导后，将此次设计分4个模块，来解决交通灯的各项特性。
（1）第一模块：clk时钟秒脉冲发生电路在红绿灯交通信号系统中，大多数情况是通过自动控制的方式指挥交通的。
因此为了避免意外事件的发生，电路必须给一个稳定的时钟（clock）才能让系统正常运作。
模块说明：系统输入信号：Clk: 由外接信号发生器提供256的时钟信号系统输出信号： full：产生每秒一个脉冲的信号（2）第二模块：计数秒数选择电路计数电路最主要的功能就是记数负责显示倒数的计数值，对下一个模块提供状态转换信号。
模块说明：系统输入：full: 接收由clk电路的提供的1hz的时钟脉冲信号系统输出信号： tm：产生显示电路状态转换信号tl：倒计数值秒数个位变化控制信号th：倒计数值秒数十位变化控制信号（3）第三模块：红绿灯状态转换电路本电路负责红绿灯的转换。
模块说明：系统输入信号：full: 接收由clk电路的提供的1hz的时钟脉冲信号tm: 接收计数秒数选择电路状态转换信号系统输出信号： comb_out: 负责红绿灯的状态显示（4）第四模块：时间显示电路本电路负责红绿灯的计数时间的显示。
模块说明：系统输入信号：tl：倒计数值秒数个位变化控制信号th：倒计数值秒数十位变化控制信号系统输出信号： led7s1: 负责红绿灯的显示秒数个位led7s2：负责红绿灯的显示秒数十位三、设计方案图2 交通信号灯控制器程序原理框图进程将CLK信号分频后产生1秒信号，然后构成两个带有预置数功能的十进制计数器，并产生允许十位计数器计数的控制信号。
状态寄存器实现状态转换和产生状态转换的控制信号，下个模块产生次态信号和信号灯输出信号，以及每一个状态的时间值。
经过四个模块的处理，使时间计数、红绿灯显示能够正常运行。
四、程序清单：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY traffic ISPORT (clk:in std_logic;led7s1:out std_logic_vector(6 downto 0);led7s2:out std_logic_vector(6 downto 0);comb_out:out std_logic_vector(5 downto 0));END;ARCHITECTURE one OF traffic ISTYPE dm IS (s0,s1,s2,s3);SIgnal current_state,next_state:dm;SIGNAL FULL : STD_LOGIC;SIGNAL tl :STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);SIGNAL th:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);SIGNAL tm :STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);SIGNALTIME :STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); BEGINP_REG: PROCESS(CLK)V ARIABLE CNT8:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);BEGINIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF CNT8 = "11111111" THENCNT8:="00000000";FULL<='1';ELSE CNT8 := CNT8+1;FULL <= '0';END IF; END IF;END PROCESS P_REG;PROCESS(full)BEGINIF full'EVENT AND full='1' THENIF TIME<"1000011" THENTIME<=TIME+1;ELSe TIME <="0000000";END IF;END IF;END PROCESS;REG:process( full,current_state)BEGINIF full='1' AND full'EVENT THEN current_state<=next_state;END IF;END process;COM:process(current_state, time)begincase current_state iswhen s0=>comb_out<="001100";tm<=39-time; if time=39 then next_state<=s1;else next_state<=s0;end if;when s1=>comb_out<="010100";tm<=43-time; if time=40 then comb_out<="010100";elsif time=41 then comb_out<="000100";elsif time=42 then comb_out<="010100";elsif time=43 then next_state<=s2;else next_state<=s1;end if;when s2=>comb_out<="100001";tm<=63-time; if time=63 then next_state<=s3;else next_state<=s2;end if;when s3=>comb_out<="100010";tm<=67-time; if time=64 then comb_out<="100010";elsif time=65 then comb_out<="100000";elsif time=66 then comb_out<="100010"; elsif time=67 then next_state<=s0;else next_state<=s3;end if;end case;end process;PROCESS(tm)BEGINIF tm>=30 THEN th<="11";tl<=tm-30; ELSIF tm>=20 THEN th<="10";tl<=tm-20; ELSIF tm>=10 THEN th<="01";tl<=tm-10; ELSE th<="00";tl<=tm;END IF;END PROCESS;process(th,tl)begincase th iswhen"00"=>led7s1<="0111111";when"01"=>led7s1<="0000110";when"10"=>led7s1<="1011011";when"11"=>led7s1<="1001111";when others=>null;end case;case tl iswhen "0000000"=>led7s2<="0111111";when"0000001"=>led7s2<="0000110";when "0000010"=>led7s2<="1011011";when"0000011"=>led7s2<="1001111";when"0000100"=>led7s2<="1100110";when "0000101"=>led7s2<="1101101";when "0000110"=>led7s2<="1111101";when"0000111"=>led7s2<="0000111";when "0001000"=>led7s2<="1111111";when "0001001"=>led7s2<="1101111";when others=>null;end case;end process;end;五、用Quartus II软件的设计过程主要包括①建立项目②输入设计电路（可采用不同方式）③设计编译④设计仿真⑤设计下载六、仿真结果（如下图）七、引脚设置接下来就要选择目标器件并对相应的引脚进行锁定了，我们选择的器件为cyclone系列的EP1C3T144芯片，引脚锁定方法如下图所示。