交通灯程序设计

交通灯程序设计一、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，利用开发板上的两组红、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。

图1 路口交通管理示意图表1 交通信号灯的4种状态二、程序清单：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY TrafficLight ISPORT ( CLK: IN std_logic;led7s: OUT std_logic_vector(3 downto 0);led7s1: OUT std_logic_vector(3 downto 0);R,Y,G,R1,Y1,G1: OUT std_logic);END;ARCHITECTURE one OF TrafficLight ISTYPE dm IS (s0,s1,s2,s3);SIGNAL current_state,next_state:dm;SIGNAL FOUT: 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);SIGNAL time :STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0); BEGINP1: PROCESS(CLK) -------秒脉冲发生器 VARIABLE CNT8:STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);BEGINIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF CNT8 = "01111111" THENCNT8:="00000000"; FOUT<='1';ELSE CNT8 := CNT8+1;FOUT <= '0';END IF;END IF;END PROCESS P1;P2:PROCESS(FOUT) -------负责对秒脉冲进行计数BEGINIF FOUT'EVENT AND FOUT='1' THENIF time<"1000011" THENtime<=time+1;ELSE time <="0000000";END IF;END IF;END PROCESS P2;P3: PROCESS (FOUT,current_state)--- P3负责当前状态和下一状态的转换 BEGINIF FOUT'EVENT AND FOUT='1' THENcurrent_state<=next_state;END IF;END PROCESS P3;P4:PROCESS(current_state, time)-- P4负责各状态下交通灯的显示及时间值的赋值BEGINCASE current_state ISWHEN s0=>R<='0';Y<='0';G<='1'; R1<='1';Y1<='0';G1<='0'; tm<=39-time;IF time=39 THENnext_state<=s1;ELSE next_state<=s0;END IF;WHEN s1=>R<='0';Y<='1';G<='0'; R1<='1';Y1<='0';G1<='0'; tm<=43-time;IF time=43 THENnext_state<=s2;ELSE next_state<=s1;END IF;WHEN s2=>R<='1';Y<='0';G<='0'; R1<='0';Y1<='0';G1<='1'; tm<=63-time;IF time=63 THENnext_state<=s3;ELSE next_state<=s2;END IF;WHEN s3=>R<='1';Y<='0';G<='0'; R1<='0';Y1<='1';G1<='0'; tm<=67-time;IF time=67 THENnext_state<=s0;ELSE next_state<=s3;END IF;END CASE;END PROCESS P4;P5:PROCESS(tm) ---- 进行对交通灯的时间值的显示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 P5;P6: PROCESS (th,tl)BEGINCASE th ISWHEN "00"=>led7s<="0000";WHEN "01"=>led7s<="0001";WHEN "10"=>led7s<="0010";WHEN "11"=>led7s<="0011";WHEN others=>null;END CASE;CASE tl ISWHEN "0000000"=>led7s1<="0000"; WHEN "0000001"=>led7s1<="0001"; WHEN "0000010"=>led7s1<="0010"; WHEN "0000011"=>led7s1<="0011"; WHEN "0000100"=>led7s1<="0100"; WHEN "0000101"=>led7s1<="0101"; WHEN "0000110"=>led7s1<="0110"; WHEN "0000111"=>led7s1<="0111"; WHEN "0001000"=>led7s1<="1000";WHEN "0001001"=>led7s1<="1001";WHEN others=>null;END CASE;END PROCESS P6;END;五、设计模块说明（1）第一模块：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才能让系统正常运作。

此模块由进程P1实现。

系统输入信号：CLK：外接信号发生器提供256Hz的时钟信号；系统输出信号：FOUT：生每秒一个脉冲的信号；（2）第二模块：带有预置数功能的十进制计数器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，由进程P2、P3、P4三部分实现。

进程P2负责对秒脉冲进行计数，P3负责当前状态和下一状态的转换，P4负责各状态下交通灯的显示及时间值的赋值。

系统输入信号：FOUT：收由时钟信号发生器电路提供的1Hz的时钟脉冲信号；系统输出信号：time：状态发生器电路的状态转换信号tm：状态的时间值R,Y,G，R1,Y1,G1：红黄绿三灯的显示状态（3）第三模块：交通灯时间值的输出该模块进行对交通灯的时间值的显示，由进程P5和P6来实现。

系统输入信号：tm：时间值系统输出信号：led7s：秒的十位； led7s1：秒的个位。