交通灯控制系统

交通灯控制系统杨鑫摘要：交通灯控制电路能控制红、绿、黄三个灯的交替亮、暗（在任一时刻只能有一个灯亮），以提示来往车辆能否通过，同时用数码管显示相应时间。

具体过程为：两个数码管从设定时间T〔时间T可调〕开始减计数，同时绿灯亮，当计时到最后4秒时，变为黄灯亮；当计数为0时，数码管则重新从T开始减计数，同时变为红灯亮；当计数为0时，数码管又自动显示从T开始减计数，绿灯亮，如此循环下去。

两组交通灯，分别控制十字路口正交两向。

交通灯1由绿灯变黄灯时，交通灯2保持红色直到交通灯1黄灯熄灭，反正亦然。

关键词：LED灯数码管Abstract：Traffic light control circuit can control three’s lights to change in dark and light.they show red、green and yellow.We can give tips to cars coming and living that they can pass or not.We show time with Digital at the same time.Specific process as follow：Two Digitals start subtrahend from setting time T,green light lights now.When time decreased to 4 second,green changes to yellow ,and when it shows 0,Digitals start subtrahend at T again,yellow changes to red at the same time.Day after day.Two groups traffic lights control two sizes of crossroads Separately.When a traffic lights changes green to yellow,the other keeps red until the yellow light extinguishes.Keywords：LED light Digital目录绪论 (1)1 .总体设计 (2)1.1 设计总体思路 (2)1.2 总体框图 (3)2.单元电路设计 (4)2.1 控制模块 (4)2.2计数模块 (7)2.2.1 25进制递减计数器的VHDL源文件 (7)2.2.2 4进制递减计数器的VHDL源文件 (10)2.2.3 35进制递减计数器的VHDL源文件 (11)2.2.4 30进制递减计数器的VHDL源文件 (14)2.2.5 45进制递减计数器的VHDL源文件 (16)2.3 显示模块 (18)3. 总电路设计 (23)3.1 仿真结果 (23)3.2 仿真结果分析 (24)4.总结与体会 (26)5.参考文献 (27)绪论伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车的数量在不断增加，交通事业得以蓬勃发展，而随之引起的安全问题已经不容忽视。

EDA技术的发展和应用领域也在不断的扩大与深入，机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域的重要性日益突出。

为了确保十字路口的行人和车辆顺利，畅通的通过，往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。

利用EDA 技术设计交通灯来完成这个需求就显的更加迫切，同样也是非常的实用和合理。

本设计可以让我们掌握十字路口交通灯控制的设计原理，并能够运用VHDL 编程语言编写出实验程序,进一步对所学的EDA知识进行掌握与实际应用。

学会在MAX+plusⅡ软件环境中仿真，熟悉软件的基本操作和运行环境。

锻炼自己获取信息的能力，以及能够独立自主的思考和解决问题的能力。

1 .总体设计1.1 设计总体思路用FPGA为核心器件,用VHDL为设计手段设计制作一个十字路口交通管理器。

该管理器控制甲、乙两道（乙道为主干道）的左转灯、直行灯和等待黄灯，用以指挥车辆有序安全通过。

交通管理器示意图如图所示:图1-1 交通管理示意图图中R1、G1、 Y1分别表示甲道左转、直行、等待灯（灭表示通行，亮表示禁止）；R2、Y2、G2分别表示乙道左转、直行、等待灯（灭表示通行，亮表示禁止）。

定时器分别确定甲道和乙道左转及直行的通行时间和等待黄灯亮的时间。

具体设计要求如下：用四位数码显示器分别显示甲乙两道左转、直行、等待时间（每边两位）；其计时间隔为1S。

交通灯控制器工作流程如下：甲道左转通行（甲道直行禁止，乙道全禁止）25S－等待（甲黄灯亮）4S－甲道直行通行（甲道左转禁止，乙道全禁止）35S--等待（甲黄灯亮）4S －乙道左转通行（乙道直行禁止，甲道全禁止）30S －等待（乙黄灯亮）4S －乙道直行通行（乙道左转禁止，甲道全禁止）45S--－等待（乙黄灯亮）4S －重复……因此，我设置7个状态，用w0到w4控制状态的转换。

c1到c5、b1到b5控制计数器计数。

同时，c1到c5控制数码管显示方式。

1.2 总体框图图1-2 总体框图 交通灯 控 制 模 块计 数模 块显示模 块2.单元电路设计2.1 控制模块控制模块是整个模块的核心。

控制着各种状态之间的转换，从而实现设计要求实现的功能。

控制模块的VHDL源文件如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY jiaotong ISPORT(clk :IN STD_LOGIC;c1,c2,c3,c4,c5,b1,b2,b3,b4,b5:OUT STD_LOGIC;w0,w1,w2,w3,w4 :IN STD_LOGIC;R1,R2 :OUT STD_LOGIC;Y1,Y2 :OUT STD_LOGIC;G1,G2 :OUT STD_LOGIC;reset :IN STD_LOGIC);END jiaotong;ARCHITECTURE a OF jiaotong ISTYPE STATE_SPACE IS(S0,S1,S2,S3,s4,s5,s6,s7);SIGNAL state:STATE_SPACE;BEGINPROCESS(clk)BEGINIF (reset='1') THENEND IF;WHEN s4=>IF (w3='1')THEN state<=s5;--30s END IF;b4<='0';IF (w3='0') THEN b4<='1';state<=S0; ELSIF (clk'event and clk='1') THENCASE state isWHEN s0=> IF (w0='1') THEN state<=s1;--25s END IF;b1<='0';IF(w0='0') THEN b1<='1';END IF;WHEN s1=>IF (w1='1')THEN state<=s2;--4s END IF;b2<='0';IF (w1='0') THEN b2<='1';END IF;WHEN s2=>IF (w2='1')THEN state<=s3;--35s END IF;b3<='0';IF (w2='0') THEN b3<='1';END IF;WHEN s3=>IF (w1='1')THEN state<=s4;--4s END IF;b2<='0';IF (w1='0') THEN b2<='1';END IF;WHEN s5=>IF w1='1'THEN state<=s6;--4s END IF;b2<='0';IF (w1='0') THEN b2<='1';END IF;WHEN s6=>IF (w4='1')THEN state<=s7;--45sEND IF;b5<='0';IF (w4='0') THEN b5<='1';END IF;WHEN s7=>IF (w1='1')THEN state<=s0;--4sEND IF;b2<='0';IF (w1='0') THEN b2<='1';END IF;END CASE;END IF;END PROCESS;c1<='1' when state=s0 else '0';c2<='1' when state=s1 or state=s3 or state=s5 or state=s7 else '0'; c3<='1' when state=s2 else '0';c4<='1' when state=s4 else '0';c5<='1' when state=s6 else '0';R1<='0' when state=s0 else '1';G1<='0' when state=s2 else'1';Y1<='0' when state=s1 or state=s3 else'1';R2<='0' when state=s4 else '1';G2<='0' when state=s6 else '1';Y2<='0' when state=s5 or state=s7 else '1';END a;2.2计数模块计数模块主要是为实现各种状态的计数时间。