一种基于EDA的智能交通灯设计
eda交通灯课程设计
eda交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握交通灯的基本原理及其在现代社会交通管理中的作用。
2. 学生能了解EDA（电子设计自动化）的基本概念，并运用其原理设计简单的交通灯控制系统。
3. 学生掌握交通灯工作周期的计算方法，以及不同交通情况下信号灯变换的逻辑规则。
技能目标：4. 学生能够通过EDA软件进行交通灯电路的设计与仿真，具备基本的电子设计能力。
5. 学生能够运用所学知识分析并解决交通灯控制中的实际问题，具备一定的创新设计思维。
情感态度价值观目标：6. 学生通过设计交通灯控制系统，培养对工程技术的兴趣，增强社会责任感和团队合作意识。
7. 学生能够在项目实践中体验科学探究的乐趣，提高学习科学的积极性，形成良好的学习习惯。
8. 学生通过课程学习，认识到科技在生活中的应用，增强对现代科技改善生活品质的认识，培养创新精神和实践能力。
本课程设计针对的是具有一定电子学基础的中高年级学生，课程性质为实践性强的综合设计课。
在分析课程性质、学生特点和教学要求的基础上，课程目标旨在分解为具体的学习成果，以便通过后续的教学设计和评估，有效提升学生对交通工程和电子设计自动化知识的综合应用能力。
二、教学内容本章节教学内容紧密围绕课程目标，结合课本相关章节，科学系统地组织以下内容：1. 交通灯基本原理：讲解交通灯的功能、结构及工作原理，对应教材第3章“交通信号控制基础”。
2. EDA软件介绍：介绍EDA软件的基本功能、操作方法及其在电子设计中的应用，对应教材第5章“电子设计自动化技术”。
3. 交通灯控制系统设计：a. 设计要求：分析交通灯控制系统的需求，明确设计目标和功能要求。
b. 电路设计：学习并运用EDA软件设计交通灯控制电路，对应教材第6章“数字电路设计”。
c. 仿真测试：利用EDA软件对设计电路进行仿真测试，验证设计方案的可行性。
4. 交通灯控制逻辑：学习并掌握交通灯工作周期的计算方法，以及不同交通情况下的信号灯变换规则，对应教材第3章“交通信号控制策略”。
EDA实验课程大作业报告：设计制作一个用于十字路口的交通灯控制器
交通灯控制器设计一.系统功能设计要求设计制作一个用于十字路口的交通灯控制器，要求如下：（1）南北和东西方向各有一组红、绿、黄灯来指挥交通，持续时间分别为25S，20S，和5S。
（2）当有特殊情况（如消防车、救护车等）时，两个方向均为红灯亮，计时停止。
（3）当特殊情况结束后,控制器恢复原来状态，继续正常运行。
（4）用两组数码管，以倒计时方式显示两个方向允许通行或禁止通行的时间。
二.设计原理1.交通灯控制器的状态转换根据题目要求将将红绿灯的状态转换列成如下表：2.设计方案1)由于交通灯需要使用2位7段LED数码管指示通行剩余时间，故采用LED动态扫描方式显示当前时间。
频率设定CLK1k对应的频率为50MHZ。
2)控制模块是交通灯的核心，主要控制交通灯按工作顺序自动变换，同时控制倒计时模块工作，每当倒计时回零时，控制模块接收到一个计时信号，从而控制交通灯进入下一个工作状态。
3)每个方向有一组2位倒计时器模块，用以显示该方向交通灯剩余的点亮时间。
4)显示模块由两部分组成，一是由七段数码管组成的倒计时显示器，每个方向两个七段数码管；二是由发光二极管代替的交通灯，每个方向3个发光二极管。
三．变量符号说明其中，CLK1K为系统时钟信号输入端，SN为禁止通行信号输入通行信号输入端，light0为东西红灯信号输出端，light1为东西黄灯信号输出端，light2为东西绿灯信号输出端，light3为南北红灯信号输出端，light4为南北黄灯信号输出端，light5为南北绿灯信号输出端，led1、led2、led3、led4为数码管地址选择信号输出端。
四．代码说明library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity Hongld ISport (clk1k,SN:in std_logic; --SN紧急情况led1, led2, led3, led4 :out std_logic_vector (6 downto 0);--显示管显示时间用light:out std_logic_vector (5 downto 0)); --红绿黄灯end Hongld;architecture traffic1 of Hongld ISsignal S:std_logic_vector (1 downto 0); --状态signal DXT:std_logic_vector(7 downto 0):=X"01"; --东西方向时间signal NBX:std_logic_vector(7 downto 0):=X"01"; --南北方向时间signal ART,AGT,AYT,BRT,BGT,BYT: std_logic_vector(7 downto 0); --红绿黄灯信号signal temp: integer range 0 to 49999999; --产生1s计数器时计数signal clk: std_logic;beginART<="00100101";AGT<="00100000";AYT<="00000100";BRT<="00100101";BGT<="00100000";BYT<="00000100";process(clk1k) -- 选频率为50MHZ beginif (clk1k'event and clk1k='1') thenif temp=49999999 thentemp<=0;clk<='1';elsetemp<=temp+1;clk<='0';end if;end if;end process;process(clk,DXT,NBX) --状态转换进程beginif clk'event and clk ='1' thenif(DXT ="00000001")OR (NBX = "00000001") then S<=S+1;else S<=S;end if; --状态转换结束end if;end process;process (clk,SN,S) --倒计时模块beginif SN = '1' then DXT<=DXT; NBX<=NBX;elseif clk'event and clk='1' thenif (DXT="0000000") OR (NBX="00000000") thencase S ISwhen "00"=>DXT<=ART; NBX<=BGT; --南北红灯、东西绿灯when "01"=>NBX<=BYT; --南北红灯、东西黄灯when "10"=>DXT<=AGT; NBX<=BRT; --南北绿灯、东西红灯when "11"=>DXT<=AYT; --南北黄灯、东西红灯when others=>NULL;end case;end if;if DXT/="00000000" thenif DXT(3 downto 0)= "0000" thenDXT(3 downto 0)<="1001";DXT(7 downto 4)<=DXT(7 downto 4)-1;else DXT(3 downto 0)<=DXT(3 downto 0)-1;DXT(7 downto 4)<=DXT(7 downto 4);end if;end if;if NBX/="00000000" thenif NBX(3 downto 0)="0000" thenNBX(3 downto 0)<="1001";NBX(7 downto 4)<=NBX(7 downto 4)-1;else NBX(3 downto 0)<=NBX(3 downto 0)-1;NBX(7 downto 4)<=NBX(7 downto 4);end if;end if;end if;end if;end process; --倒计时模块结束process(DXT,NBX,S,SN) --显示模块begincase NBX(3 downto 0) iswhen "0000"=>led1<="1000000";when "0010"=>led1<="0100100"; when "0011"=>led1<="0110000"; when "0100"=>led1<="0011001"; when "0101"=>led1<="0010010"; when "0110"=>led1<="0000010"; when "0111"=>led1<="1111000"; when "1000"=>led1<="0000000"; when "1001"=>led1<="0010000"; when others=>led1<="1111111"; end case;case NBX(7 downto 4) iswhen "0000"=>led2<="1000000"; when "0001"=>led2<="1111001"; when "0010"=>led2<="0100100"; when "0011"=>led2<="0110000"; when "0100"=>led2<="0011001"; when "0101"=>led2<="0010010"; when "0110"=>led2<="0000010"; when "0111"=>led2<="1111000"; when "1000"=>led2<="0000000"; when "1001"=>led2<="0010000"; when others=>led2<="1111111"; end case;case DXT(3 downto 0) iswhen "0000"=>led3<="1000000"; when "0001"=>led3<="1111001"; when "0010"=>led3<="0100100"; when "0011"=>led3<="0110000"; when "0100"=>led3<="0011001"; when "0101"=>led3<="0010010"; when "0110"=>led3<="0000010"; when "0111"=>led3<="1111000"; when "1000"=>led3<="0000000"; when "1001"=>led3<="0010000"; when others=>led3<="1111111"; end case;case DXT(7 downto 4) iswhen "0000"=>led4<="1000000"; when "0001"=>led4<="1111001"; when "0010"=>led4<="0100100";when "0100"=>led4<="0011001";when "0101"=>led4<="0010010";when "0110"=>led4<="0000010";when "0111"=>led4<="1111000";when "1000"=>led4<="0000000";when "1001"=>led4<="0010000";when others=>led4<="1111111";end case;if SN ='1' then light<="001001";elsecase S ISwhen "00"=>light<="010001";when "01"=> light <="100001";when "10"=> light <="001010";when "11"=> light <="001100";when others=>NULL;end case;end if;end process;end traffic1;五．仿真波形图仿真时序波形图。
EDA交通灯的课程设计
EDA交通灯的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解EDA交通灯的基本原理，掌握交通灯控制系统的设计方法和步骤。
2. 使学生掌握交通灯控制系统中各模块的功能和相互关系，如时钟模块、控制器模块、显示模块等。
3. 帮助学生了解交通灯控制系统的实际应用，提高对电子设计自动化技术的认识。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并实现一个简单的EDA交通灯控制系统的能力。
2. 培养学生使用相关软件（如Multisim、Protel等）进行电路仿真、绘制和调试的能力。
3. 提高学生的团队协作和沟通能力，培养他们在项目实践中解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子设计自动化技术的兴趣，激发他们探索未知、创新实践的热情。
2. 培养学生关注社会问题，认识到交通灯控制系统在提高道路通行效率、保障交通安全方面的重要性。
3. 引导学生树立正确的价值观，认识到科技发展应服务于社会、造福于人类。
课程性质：本课程为实践性较强的电子设计课程，以项目为导向，注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，具有较强的学习兴趣和动手能力，但对EDA技术及其应用尚不熟悉。
教学要求：结合学生特点，采用讲授与实践相结合的教学方法，注重引导学生主动参与、积极探索，提高他们的实际操作能力和创新能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化的指导和支持。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程的学习和实践奠定基础。
二、教学内容1. 交通灯控制系统概述：介绍交通灯控制系统的基本概念、分类及其在现实生活中的应用。
相关教材章节：第一章 电子设计自动化概述2. EDA技术基础：讲解EDA技术的基本原理、发展历程和常用软件工具。
相关教材章节：第二章 EDA技术基础3. 交通灯控制器设计：a. 时钟模块设计：介绍时钟电路的原理与设计方法。
b. 控制器模块设计：讲解控制器的工作原理、编程方法。
基于EDA技术的智能交通信号灯的设计
基于EDA技术的智能交通信号灯的设计作者：杨荣来源：《商品与质量·消费视点》2013年第03期摘要：基于EDA技术，设计一个交通十字路口的智能控制系统。
控制系统由VHDL硬件语言编写，完成十字路口支路和干路上人行横道的红、绿、黄交通灯的运行控制，并且通过对相应路段的车数量检测，智能化地对绿灯的延时进行改变。
关键词：EDA；VHDL语言；可编程逻辑器件；交通灯控制系统引言：随着城市的日新月异，私人汽车数量的不断增加，交通灯的运行模式和管制变得越来越重要，智能数字化信息为基础建立起的数字化城市不断的发展。
随着数字电子技术的发展，当前数字系统的设计正向着速度快、容量大、体积小、重量轻的轨道上发展。
现代化城市交通作为城市发展的一个重要问题引起人们的注意，智能交通灯控制系统也是应用电子技术中较为经典的设计。
就目前而言尚存在一系列问题待解决，例如实际路口搭建的交通灯种类多、程序结构较复杂、数量较多等问题。
传统的电子设计方法电路应用元器件多、接线较复杂、故障率很高、系统维护不方便。
EDA（Electronic Design Automation）技术近年来不断发展，该技术不但可以大部分替代设计者完成设计中的工作，而且可以从程序中直接修改系统功能及错误，大大的缩短了研发周期，节约了成本。
本文采用EDA技术，基于VHDL语言，利用可编程逻辑器件（FPGA）器件通过QuartusⅡ软件的功能仿真和调试，完成整个的系统设计。
表现出了EDA 技术的优越性。
不仅使系统设计的产品集成化、小型化，而且最重要的是提高了系统的故障率，由于系统具有可编程的优点，从而大大降低设计成本费用、缩短了开发周期、方便进行产品的维修以及系统的升级。
系统总体功能描述：交通灯控制系统是每个城市必须的基础设施，对人、车、路三者进行调控。
根据交通规则的规定，来设计完成东西方向和南北方向的显示时间功能和交通指示灯控制。
在一个有一条主干道和一条支干道的实际十字路口，每条干道的每个入口设置了一组两位数码管显示装置和一组绿、红、黄信号指示灯，分别用来显示直行、左右转弯、禁止通行的通行信息，确保车辆安全通行。
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。
EDA交通灯课程设计
EDA 交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解EDA（电子设计自动化）的基本概念，掌握交通灯系统的原理与设计流程。
2. 学生能够运用所学知识，设计并实现一个具备基本功能的交通灯控制系统。
3. 学生了解交通灯控制系统在实际应用中的重要性，理解不同颜色灯亮灭的时间间隔及其意义。
技能目标：1. 学生能够运用EDA软件进行电路设计，完成交通灯控制系统的原理图与PCB布线图绘制。
2. 学生能够通过编程实现对交通灯控制系统的仿真与调试，解决简单问题。
3. 学生能够运用团队协作、沟通技巧，共同完成课程设计任务，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子设计自动化技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 学生通过实践操作，培养动手能力、问题解决能力和自主学习能力。
3. 学生认识到遵守交通规则的重要性，增强社会责任感和安全意识。
课程性质：本课程设计为实践性课程，注重培养学生的动手能力和团队协作能力。
学生特点：初三学生，具有一定电子基础知识，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论与实践相结合，鼓励学生自主探究和团队协作，提高学生的综合能力。
通过分解课程目标为具体学习成果，使学生在完成课程设计的过程中达到预期目标。
二、教学内容1. 电子设计自动化（EDA）基本原理介绍：包括EDA的概念、发展历程、应用领域。
2. 交通灯控制系统原理：讲解交通灯的工作原理、控制逻辑、信号灯颜色时间设置。
3. EDA软件操作：学习并掌握EDA软件的使用，如原理图绘制、PCB布线图设计。
4. 交通灯控制系统设计：根据实际需求，设计具备基本功能的交通灯控制系统。
- 知识点：数字电路、逻辑门、时序逻辑、微控制器应用。
- 教材章节：第四章 电子设计自动化，第三节 数字电路设计。
5. 编程与仿真：学习编程实现对交通灯控制系统的仿真与调试。
- 知识点：基础编程知识、仿真软件使用。
- 教材章节：第五章 嵌入式系统设计，第一节 嵌入式编程基础。
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交通控制灯课程设计
eda 交通控制灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握交通控制灯（红绿灯）的基本原理和工作机制。
2. 学生能够描述EDA（电子设计自动化）工具在交通控制灯设计中的应用。
3. 学生能够解释交通控制灯系统中涉及的基础电子元件及其功能。
技能目标：1. 学生能够运用EDA软件完成交通控制灯电路图的绘制。
2. 学生能够通过编程实现对交通控制灯系统的简单控制逻辑。
3. 学生能够运用团队协作和问题解决技能，设计和优化交通控制灯系统。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子工程领域的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 增强学生的环保意识和交通安全意识，认识到交通控制灯在现代社会中的重要性。
3. 培养学生的团队协作意识，学会尊重他人意见，共同解决问题。
课程性质：本课程结合了电子技术与实际应用，注重理论与实践相结合，以项目为导向，提升学生的综合技能。
学生特点：假设学生为初中年级，具有一定的电子元件知识基础，对新技术的学习充满好奇，具备基本的计算机操作能力。
教学要求：课程需注重实践性，通过互动式教学和团队协作，使学生在动手实践中理解和掌握知识，提高问题解决能力。
同时，强调安全意识和责任感，培养符合社会主义核心价值观的技能人才。
二、教学内容1. 交通控制灯基础知识：- 红绿灯工作原理介绍- 交通控制灯系统的组成与功能- 交通控制灯在交通安全中的作用2. EDA工具的应用：- EDA软件的认识与基本操作- 交通控制灯电路图的绘制方法- 电路仿真与调试技巧3. 交通控制灯电路设计与制作：- 基本电子元件的选择与应用- 交通控制灯控制逻辑的编写与实现- 电路板设计与焊接技巧4. 项目实践与优化：- 团队协作设计与制作交通控制灯系统- 控制逻辑优化与功能拓展- 作品展示与评价教学内容安排与进度：第一课时：交通控制灯基础知识学习第二课时：EDA软件的认识与基本操作第三课时：交通控制灯电路图绘制与仿真第四课时：电路设计与制作第五课时：项目实践与优化第六课时：作品展示与评价教材章节关联：教学内容与教材中“电子技术应用”章节相关，涉及电子元件、电路设计、EDA工具应用等方面的知识。
基于EDA技术的交通灯控制器设计
基于EDA技术的交通灯控制器设计
目前，人们的出行几乎无处不遇到交通灯的存在，随着汽车出行的重要性日益凸显，对交通灯的控制也需要更具灵活性和智能性。
EDA技术在交通灯控制方面前景明朗。
通过EDA技术以达到更加准确可靠的交通灯控控制，有效地提高交通灯的控制效率。
核心原理是将传统模糊控制和多层次精细控制结合起来，以便对交通灯状态进行多层次智能控制。
传统模糊控制有效解决实时交通状态变化响应性过快或过慢的问题，而多层次精细控制通过智能分析实时信息，使得交通控制更加准确可靠。
EDA技术在交通灯控制中应用，其核心技术就是实时数据的采集、存储、和处理。
可通过对街路、红绿灯等交通相关信息实时监控，从而调整交通流量及交通灯循环，有效提升交通灯的控制效能。
此外，EDA技术还可以应用在交通灯的可靠性上，例如可以进行故障诊断，实现交通灯的远程管理维护。
EDA技术应用于交通灯的控制，既可以让其变得灵活高效，又可以有效提升交通灯的可靠性和安全性，大大减少交通拥堵以及不必要的交通事故。
同时，基于EDA的交通灯控制器设计能够让其更加智能便捷，可在全国范围内带来更多的便利。
EDA交通灯控制器设计
EDA交通灯控制器设计
一、设计背景
随着生活水平的不断提高，交通工具的数量不断增加，以及人们对社会安全和时间管理的要求越来越高，需要一种更有效的交通灯控制器来控制交通灯的信号。
ZYNQ的FPGA具有许多优势，包括低功耗、低成本以及可编程性，为实现有效的交通灯控制器提供了可行性。
二、ZYNQFPGA的工作原理
ZYNQFPGA是一种可编程的逻辑器件，它有两个子系统，即可编程逻辑单元（PLU）和可编程接口单元（PIE）。
在PLU子系统中，根据用户提供的算法代码段，通过可编程逻辑单元（PLU）来实现复杂的算法处理逻辑。
PIE子系统通过可编程的接口单元实现输入/输出连接，以实现系统外部传感器和设备的数据采集和控制输出。
三、设计要求
本设计将使用ZYNQFPGA来设计一种交通灯控制器，用于控制交通灯的信号。
1）设计模块：设计一套可编程的逻辑，用于控制交通灯的信号，使其能够根据道路交通状态实时调整交通灯的信号。
2）控制子系统：设计一套控制子系统，用于实时监测和控制外部传感器和设备，以检测道路当前的交通状态，并实时调整交通灯的信号，以满足实时的交通需求。
EDA课程设计交通灯
实验报告设计题目：交通信号控制器班级：学号：姓名：指导老师：设计时间：2023年4月交通信号控制器的VHDL设计一、设计任务：模拟十字路口交通信号灯的工作过程，运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。
规定：（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。
支干道主干道图1 路口交通管理示意图表1 交通信号灯的4种状态二、设计目的：设计交通灯控制系统重要是为了实现城市十字交叉路口红绿灯的控制。
通过对QuartusII软件使用方法与技巧的学习，掌握VHDL程序设计的实现，熟悉可编程逻辑器件的使用。
同时加深对交通灯控制系统的了解与应用。
三、设计方案：图2 交通信号灯控制器的原理框图信号灯输出图3 交通信号灯控制器程序原理框图四、程序清单和说明：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);--数码管高位显示数字LED7S2: OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);--数码管低位显示数字LIGHT: OUT STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0));--各交通灯显示END ENTITY;ARCHITECTURE ONE OF TRAFFIC ISTYPE STATES IS( STA, STB, STC, STE);--定义状态变量SIGNAL ST0:STATES;SIGNAL ST1:STATES;SIGNAL FULL: STD_LOGIC;SIGNAL FOUT: STD_LOGIC;时钟输出信号（秒频）SIGNAL TIME: STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);时间计数值SIGNAL TIME_LEFT: STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);显示时间剩余值SIGNAL T_HIGH:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);高位显示SIGNAL T_LOW:STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);低位显示BEGINPROCESS(CLK) --秒脉冲产生进程（分频作用）V ARIABLE CNT8: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);BEGINIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF CNT8="11111111" THENCNT8:="00000000"; --当CNT8计数计满时，给计数器CNT8预置数FULL<='1'; --同时使溢出标志信号FULL输出为高电平ELSE CNT8:=CNT8+1; --否则继续作加1计数FULL<='0'; --且输出溢出标志信号FULL为低电平END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(FULL)V ARIABLE CNT2: STD_LOGIC;BEGINIF FULL'EVENT AND FULL='1'THENCNT2:=NOT CNT2;IF CNT2='1' THEN FOUT<='1'; ELSE FOUT<='0';END IF;END IF;END PROCESS;--FOUT输出是时钟信号PROCESS(FOUT) --计数模块。
基于EDA的交通灯控制器课程设计
基于EDA的交通灯控制设计一、设计背景和设计方案1）设计背景设计一个由一条支干道和一条主干道的汇合点形成的十字交叉路口的交通灯控制器，主要要求如下：1.主、支干道各设有一个绿、黄、红指示灯，两个显示数码管。
2.主干道处于常允许状态，两支干道有车来才允许通行。
3.当主、支干道有车时，两者交替通行，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转换过程中，要亮5s黄灯作为过渡，并进行减计时显示。
2）设计方案2.1背景分析（一）、交通灯的功能是实现一个交叉口的通车控制，交通灯显示有以下4种状态：1.主干道绿灯，支干道红灯；2.主干道绿灯，支干道黄灯；3.主干道红灯，支干道绿灯；4.主干道黄灯，支干道绿灯。
（二）、支干道没车时，主干道一直亮绿灯；主干道没车时，主干道和支干道交替亮绿灯；主干道和支干道都有车时同样交替亮红绿灯。
在红绿灯交替时亮5s黄灯。
2.2方案及思路（一）分模块设计1、红、绿、黄灯控制模块，模块名JTDKZ；2、倒计时传输、控制模块XSKZ；3、倒计时45s——CNT45s；4、倒计时25s——CNT25s；5、倒计时5s——CNT05s。
6、输入、输出。
（二）模块设计思路1、JTDKZ——根据交通灯显示有4种状态，可以采用CASE语句设置选择4种状态。
设置3个输入：CLK(时钟脉冲)、SB(支干道传感器)、SM(主干道传感器)。
2、XSKZ——根据需要交通灯显示的不同数倒计时据设置4个输入使能信号：EN45(45s 倒计时使能信号)、EN25(25s倒计时使能信号)、EN05(5s倒计时使能信号)；再设置5个倒计时计数数据输入信号将此时倒计时数据输出：AIN45M、AIN45B、AIN25M、AIN25B、AIN05；2个输出信号使数码管显示正在倒计时的时间。
3、CNT45S——根据倒计时计数的要求设置3个输入信号：CLK(计数脉冲)、EN45(计数使能)、SB(支干道传感器信号)；2个输出DOUT45M、DOUT45B，分别用于主、支干道显示。
基于EDA的交通灯控制系统设计
EDA 课程设计报告书课题名称 基于EDA 的交通灯控制系统设计 姓 名陈 勇学 号 0812201-08 院 系 物理与电信工程系 专 业 电子信息工程 指导教师田旺兰 讲师※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※2008级学生EDA 课程设计2011年6月10日基于EDA的交通灯控制系统设计1 设计目的（1）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。
（2）学会在quartusII软件环境中仿真，熟悉软件的基本操作和运行环境。
（3）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。
2设计的主要内容和要求设计一个基于EDA的交通灯控制系统，所要设计的交通信号灯控制电路要能够适用于由一条主干道和一条支干道的汇合点形成的十字交叉路口。
能够做到主、支干道的红绿灯闪亮的时间不完全相同，在绿灯跳变红灯的过程中能够用黄灯进行过渡，使得行驶过程中的车辆有足够的时间停下来。
还要求在主、支干道各设立一组计时显示器，能够显示相应的红、黄、绿倒计时。
可以利用VHDL语言合理设计系统功能，使红黄绿灯的转换有一个准确的时间间隔和转换顺序。
3 整体设计方案根据设计要求和系统所具有功能，并参考相关的文献资料，经行方案设计，画出如下所示的十字路口交通灯控制器系统框图，及为设计的总体方案，框图如图3.1所示。
并且可以得出系统的状态图如图3.2所示，其中：S0:支干道没有车辆行驶，支干道绿灯，支干道红灯S1:支干道有车辆行驶，支干道绿灯，支干道红灯S2:主干道黄灯，支干道绿灯S3:主干道红灯，支干道绿灯S4:主干道红灯，支干道黄灯图3.1 整体设计方框图图3.2 系统状态图4 硬件电路的设计4.1 顶层文件原理图根据以上设计思路，可以得到如下的顶层文件原理图如4.1所示，具体实物模块如图4.2所示。
图4.1顶层文件原理图图4.2顶层文件的实体图图4.3时钟分频器模块4.2 时钟分频器模块设计分频器实现的是将高频时钟信号转换成低频时钟信号，用于触发控制器、计数器和扫描显示电路。
基于EDA技术的交通灯控制系统设计
HEBEINONGJI摘要:本文基于EDA技术，采用VHDL硬件语言，利用EPM240T100C5芯片，设计了一个交通信号灯控制器，其通过计数器来实现十字路口信号灯的转变，并可在数码管上显示计时时间。
关键词：EDA;交通信号灯;数码管;VHDL基于EDA技术的交通灯控制系统设计河北农业大学机电工程学院李波杨梦迪王新鑫引言目前大多数交通灯控制系统是基于单片机的控制设计的，而随着当今电子科学技术的发展，传统的自下而上设计方法不再适应于趋势的发展，本文在此提出一种基于EDA技术的交通灯控制系统来实现对十字路口交通灯的控制O1系统设计要求本文设计的交通信号控制器控制的十字路口是由主、支干道汇合而成，其中每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯。
如图1所示。
图1十字路口为方便说明,在此规定十字路口的通行规则如下，主、支干道交替通行，主干道每次放行45秒,支干道每次放行25秒，且由绿灯到红灯时有3秒的黄灯作为过渡。
程序设计时要有45秒、25秒计时显示电路。
2系统设计方案本文使用VHDL语言设计交通信号灯控制器，利用VHDL 语言进程语句并行执行的特点，将程序分为交通信号灯的亮灭、数码管的显示电路两个单独的模块进行设计，即本文以EPM240T100C5芯片作为核心，通过程序控制实现计数器计数状态的跳转,借助数码管显示秒数的跳转，借助二极管显示信号灯的亮灭，如图2所示。
图2系统设计3系统各部分设计3.1数码管显示电路的设计本文提到的数码管采用共阳极的七段数码管，共使用4个数码管，其中两个用于主干道描述跳转的显示，另外两个用于支作者简介:李波，男，1996年出生，河北邯郸人，本科，研究方向:电子信息工程。
干道秒数跳转的显示。
对于数码管的控制，将每个干道两个数码管的1-7引脚连接起来，然后使用EPM240T100C5芯片通过对阳极的选通实现每个数码管的亮灭，并通过动态扫描对数码管控制，使人眼可看到数码管的显示。
有关数码管的显示,根据系统设计要求,主干道秒数跳转从45进制到3进制再到25进制，支干道则从45进制到25进制再到3进制。
基于EDA技术设计交通灯系统
目录摘要 (I)Abstract .................................................. I I 第1章前言 (1)1.1 研究目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.3 研究内容和方法 (1)第2章 EDA技术的介绍 (3)2.1 EDA技术 (3)2.2 VHDL (4)2.3 MAX+PLUSⅡ (6)2.4 CPLD (7)第3章交通灯控制系统方案验证 (9)3.1 交通系统的发展趋势 (9)3.2 设计方案及论证 (90)3.3 具体设计以及模块划分 (112)3.4 工作原理 (123)3.5 交通灯工作示意图 (123)第4章系统设计 (145)4.1 顶层电路设计 (145)4.2 CLK时钟秒脉冲发生电路 (155)4.3 交通灯主控模块 (166)4.4 定时单元以及显示控制、译码电路 (17)4.5 手动自动控制信号 (23)第5章仿真分析 (245)第6章总结与建议 (28)致谢 (29)参考文献 (290)附录 (301)摘要城市道路交通拥堵是现代城市迫切需要解决的问题，因而城市道路交通控制技术已成为当前控制领域和交通工程领域的研究热点和难点之一。
本文介绍的是基于EDA技术设计交通灯系统的一种方案。
它直接采用CPLD芯片开发，采用了层次化的设计方法，给出了各个模块的VHDL程序，利用了Max+PlusⅡ对应用程序进行了仿真，并给出了相应的仿真结果。
本交通灯控制器用红、黄、绿灯分别表示停车、等待、行进，用蓝色灯表示左拐，同时用数码管指示当前状态（红、黄、绿灯）剩余时间。
关键字：交通灯控制器，EDA，CPLD，VHDL，Max+PlusⅡAbstractThe congestion of urban traffic has become all urgent social problem，Intelligent control technique for urban roadway traffic is an important topic in control domain and traffic engineering domain. This paper introduces a scheme of the design of traffic signal systems based on EDA technology. It directly uses CPLD chip development, using a hierarchical design method, gives each module VHDL procedures, using the Max+Plus II on application for the simulation, and gives the simulation results. The traffic light controller with red, yellow, Green said parking, waiting, moving, with blue lights that turn left, at the same time, digital tube to indicate the current state ( red, yellow, green) remaining time.Key words: traffic light , EDA，CPLD，VHDL，Max+PlusⅡ第1章前言1.1研究目的和意义以往单一模式的定时控制已不能满足客观需要，所以我们要求寻找一种可以随时针对通道上车辆的密集程度来控制和调节主支干道的通禁时间，从而减少不合理的堵车现象的发生。
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图 1 十字路口示意图 一般情况下, 当汽车行驶至十字交通路口时, 有 3种选择: 向前, 向左转弯, 向右转弯。根据我国的 交通规则规定, 汽车是靠右行驶, 向右拐弯只要走弧 形的支干道即可, 不需受十字交通灯的束缚。因此, 本文主要考虑前行和左转这两种情况。十字路口交 通灯负责控制各走向红绿灯的状态及转换, 并且各
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武汉工业学院学报
2 009 年
状态之间有一定的时间过渡。同时, 东西南北每条 干道上都为人行横道设置了红绿灯, 提醒过路行人 在安全时刻穿越道路, 以保证行人的安全。
传统单路口交通控制通常采用定时控制方案, 预先人为分配好红绿灯的保持时间, 其目的首先是 协调好车辆的通行, 其次是要尽量减少车辆的延误。 而实践表明定时控制的方法效果并不太理想。由于 城市的交通系统是一个随机性的、复杂的系统, 任何 时刻任何路段的车流量都具有很大的不确定性。依 靠固定不变的信号延时进行控制, 很大程度上会影 响路口的通行能力 [ 3 ] 。因此, 交通灯应该随交通流 量的变化进行实时控制。
1 系统设计
1. 1 FPGA 和 V erilogHDL FPGA ( F ield P rogramm able Gate A rray, 现场可编
程门阵列 )是可编程逻辑器件, 他们的规模比较大, 适合于时序、组合等逻辑电路的应用。由于具有设
收稿日期: 2008-07-10
修回日期: 2008-10-14
横道各交通灯都按照预先的设计进行工作, 黄灯的 绿灯的延时。设计所采用的 V erilogH DL 语 言对系
基于以上情况, 本文采用如下设计: ( 1) 十字路口交通控制灯分南北和东西两组, 每一组有绿前、绿左、黄、红 4个信号灯。 ( 2) 人行横道交通控制灯也分为南北和东西两 组, 每一组有绿、红 2个信号灯。 ( 3) 十字交通灯中每组信号的顺序为: 绿左, 绿 前, 黄, 红, 黄。以此为一个周期, 循环执行。 ( 4) 人行横道交 通灯要配合十 字交通灯的情 况, 当干道上没有车辆通过时, 亮绿灯, 让行人通过; 反之, 亮红灯, 行人等待。 ( 5) 十字交通灯在绿灯和红灯状态间转换时, 亮黄灯表示过渡, 闪烁, 维持 6 s。 ( 6) 绿灯的延迟时间应该随当时车流量的状况 而智能设置。路面上的车 流量可以分为小、中等、 大、很大等 4种情况, 绿灯就相应地设置为 4种长短 不同的延时, 车流量小时绿灯延时最短, 车流量很大 时绿灯延时最长, 以此来减少车辆的停滞, 保证十字 路口的畅通。
字
红
11
路
绿左
1
口
绿前
东西
黄
1
1
1
红 11
人
绿
南北Hale Waihona Puke 11行红1
111
横
绿
东西
11
道
红 1 1 11
注: 时间 T 1、T 2、T 3、T 4 可变; 时间 t不变, 固定为 6 s。
1. 3 系统设计 1. 3. 1 车流量检测装置设计
作为智能交通灯系统的重要组成部分, 车流量 检测装置是必不可少的。目前有多种方法检测车流 量, 例如电磁感应 装置法, 车 流信息的超声 波检测 法, 还有基于机器视觉的车流量检测法等等。超声 波检测精度不高, 容易受车辆遮挡和行人的影响, 检 测的距离短 (一般不超过 12 m ); 电磁感应圈检测精 度高, 但要求设置 于路面土木结 构中, 对路 面有损 坏, 施工和安装不便, 而且安装的数量多。本文假设 是使用计算机视觉的方法检测车流量。计算机视觉 是一种结合了数字视频图像和人工模式识别的检测 技术。采用一定的算法, 通过对数字视频图像中车 辆信息的识别、提取, 来取得当前路段的车辆数据, 从而能向 FPGA 输出流量的分类信号。具体过程可 见文献 [ 4] 。
图 2 系统硬件框图
1期
赵凯: 一种基于 EDA 的智能交通灯设计
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1. 3. 2 系统的 Verilog描述 V erilogHDL程序的流程图如图 3所示。
图 3 程序流程 程序采用了如下信号: 输入信号: 复位信号 rs,t 基准时 钟信号 c lk, 车 流量信号 d in。 输出信号: 十字路口部分: 南北向左转绿灯 SN _ green_ lef,t 南北向前行绿灯 SN _g reen, 南北向黄灯 SN _yellow, 南北向红灯 SN_red, 东西向左转绿灯 EW _green_lef,t 东西向前行绿灯 EW _green, 东西向黄灯 EW _ye llow, 东西向红灯 EW _red。 输出信号: 人 行横道 部分: 南 北向 绿灯 SN th _ green, 南 北 向红 灯 SN th _ red, 东西 向 绿 灯 EW th _ green, 东西向红灯 EW th_red。 系统采用状态机设计, 由 case语句实现状态的 转换 [ 5] 。用 CS代表当前 状态, N S 代表下一状态。 系统复位时为初始状态 st0, 此后每变换一组信号灯 即变换一个状态, 共 6个状态, 循环执行。 车流量检 测装置检测到的车流量数据被送入 FPGA 中进行实时处理。在 Verilog 中, 设 置一个 8 位端口 din, 用来接收从 DSP 传送来的当前车流量 数据。 绿灯的延时根据车流量的不同分 4种情况: 若 当前车流 量 小 ( 少于 20 辆 /m in) , 则绿 灯 延 时为 20 s; 若 当 前 车 流 量 中 等 ( 介 于 20 辆 /m in 和 40辆 /m in之间 ) , 绿灯延时为 40 s; 若当前车流量大 ( 介于 40 辆 /m in和 60 辆 /m in 之间 ) , 绿灯延时为 60 s; 若当前车流量很大 ( 多于 60 辆 /m in) , 绿灯延 时则为 80 s。其 V erilogH DL 程序如下。其中, k 为 绿灯延时的预设值。
摘 要: 基于 EDA 技术, 设计一套十字路口的智能交通灯控制系统。整个系统由 V erilogH DL
硬件语言描述, 完成十字路口和干道上人行横道的绿、黄、红交通灯的状态控制, 并且通过对当
前路段的车流量检测, 智能化地改变绿灯的延时。经仿真表明, 该系统是可靠、有效的。
关键词: EDA; V erilogH DL; FPGA; 交通灯控制
中图分类号: TP 33111; TM 923148
文献标识码: A
0 引言
随着城市的发展, 汽车数量的增加, 交通管制变 得越来越重要, 特别是在十字路口处, 交通灯已成为 交通管制必不可少的重要工具。传统的实现路口交 通灯系统的控制方法有很多, 可以用标准逻辑器件、 可 编 程 序 控 制 器 PLC ( Programm ab le Log ic Con tro ller)、单 片 机 等 方 案 来 实 现。 近 年 来 EDA ( E lectronic Design Autom ation) 技术的出现, 可以替 代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, 基本上不 需要硬件电路的支持, 既缩短了研发周期, 又大大节 约了成本, 所以出现了用 EDA 来设计交通灯控制的 方案。本文也采用 EDA 技术, 但设想在路口安装了 车流量监控器的前提下, 通过对路口车流状况的实 时检测, 获得车流量小、中等、大、很大等 4级判别 值, 作为 FPGA的输入值, 从而实现可根据实际路况 智能变更延时时间的智能交通控制系统。
2 实验结果
源程序经 M odelSim 6. 0软件顺利完成编译和仿 真。其中, 车流量输入信号是作者在一定事实基础 上假设的数据, 具有一定的代表性。仿真波形图如 图 4所示。从图中可以看到, 在系统刚开始运行时, reset信号拉低, 系统复位。此时输入的车流量信号 为 30辆 /m in, 根据前面的 设计, 绿 灯延时为 40 s。 当前状态下, 各交通灯信号均符合设计要求。在大 约运行 70 s后, 车流量信号变为 10辆 /m in, 则下一 个绿灯的延时变为 20 s。此时可见当前的绿灯延时 比前一阶段短了一半。大约又 在 100 s后, 车流量 信号 变 为 50 辆 /m in, 则绿 灯 的 延 时 相应 地 变 为
( 7) 基准时钟频率为 1H z。 表 1给出了十字路口交通灯和人行横道交通灯 各状态转换的详细过程。其中, T 1、T 2、T 3、T 4 分别是 不同方向上左转和前行的绿灯延迟时间。
表 1 交通灯状态转换示意表
路
转换状 态流程
方向 信号
况
TT
1
2
6t
T 3
T 4
6t
绿左 1
绿前 南北
1
十
黄
1
1
作者简介: 赵凯 ( 1984- ) , 男, 山西省阳泉市人, 研究生。
计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进、标 准产品无需测试、质量稳定以及可实时在线检验等 优点, FPGA 可广泛应用于产品的原型设计和产品 生产之中 [ 1] 。
H DL( H ardw are Description L anguage, 硬件描述 语言 ) 是一种用形式化方法来描述数字电路和设计 数字逻辑系统的语言, 而 V erilogH DL 是其中目前应 用最广泛的一种。它允许设计者用它来进行各种级 别的逻辑设计, 可以用它进行数字逻辑系统的仿真 验证、时序分析、逻辑综合 [ 2] 。 1. 2 系统要求
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60 s, 从图上也 可看出 绿灯的 延时有 大幅度 增加。 灯延时延长至 80 s, 从图中也可以显示出来。 2 m in后, 车流量信号又变为 70辆 /m in, 则相应地绿
图 4 波形仿真
整个仿真过程中, 十字路口各交通灯以及人行 能, 并且能够根据当前路段交通车流量实时地改变
硬件方面, 在距离十字路口入口约 100 m 处安装 一台视频监控摄像头, 用来监视该路段每分钟将进入 十字路口的车流量情况。捕捉到的视频信息在数字化 处理后, 实时地送给 DSP 进行算法处理, 得出当前车流 量数据, FPGA 再根据从 DSP 得到的车流量数据进行 相应的绿灯延时控制。系统的硬件框图如图 2所示。