VHDL课程设计报告---交通灯设计

课程设计

课程名称：交通灯设计.

学院：电气工程学院专业：测仪姓名：学号：

年级：级任课教师：

2012年 1月12日

电气工程学院

课程设计任务书

课题名称：交通灯控制器的设计

专业、班级：测控技术与仪器测仪班

指导教师：

20 年1 月2 日至20 年1 月13 日共2周

指导教师签名：

教研室主任签名：

分管院长签名：

一、课程设计内容

1．学习ALTERA公司的FPGA/CPLD的结构、特点和性能。

2．学习集成开发软件MAX+plus II/Quartus II的使用及设计过程。

3．熟悉EDA工具设计数字电路设计方法，掌握VHDL硬件描述语言设计方法。

4．根据给定题目设计数字电路，来加深对可编程逻辑器件的理解和掌握。

二、课程设计应完成的工作

1．在所选择器件内完成交通灯控制器的设计，要求设计完成后芯片具有交通灯控制器的全部功能、包括显示和操作接口。

2．交通灯控制器要求控制十字路口两道路的交通灯，两道路交替通行，每次通行时间可设定20——60秒之间，每个路口要求有前行、禁止、人行灯。

（根据实际设计进度考虑可以增加左右转向灯，等待和通行时间显示等）。

3．撰写设计说明书一份(不少于2000字)，阐述系统的工作原理，软、硬件设计方法，重点阐述软件思路。说明书应包括封面、任务书、目录、摘要、正文、参考文献(资料)等内容，以及硬件电路综合图和软件程序清单等材料。

注：设计说明书题目字体用小三，黑体，正文字体用五号字，宋体，小标题用四号及小四，宋体，并用A4纸打印。

三、课程设计进程安排

四、设计资料及参考文献

1．康华光主编，《电子技术基础-数字部分》，高等教育出版社，1998。2．谭会生等主编，《EDA技术及应用》，西安电子科技大学出版社，2001 3．潘松等主编，《EDA技术实用教程》，科学出版社，2006

4．雷伏容主编，《VHDL电路设计》，清华大学出版社，2006 5．Charles H.Roth等著，《数字系统设计与VHDL》，电子工业出版社，2008

五、成绩评定综合以下因素：

(1) 说明书及设计图纸的质量(占50%)。

(2) 独立工作能力及设计过程的表现(占30%)。

(3) 回答问题的情况(占20%)。

说明书和图纸部分评分分值分布如下：

1、任务分析与设计思路（10分）

要求说明设计任务的具体技术指标打算如何实现，根据实现各技术指标的解决方法，提出总体设计的思路和解决方案，说明其中关键问题及其解决办法。

2、详细设计（50分）

根据总体设计完成下面任务：

1）用Quartus 综合出电路原理图；（10分）

2）列出芯片引脚分配并有注释；（10分）

3）提供波形图并给出具体分析；（10分）

4）提交程序清单，程序清单必须有详细注释。（10分）

六、其他说明

1．课程设计需独立完成，每人必须提交课程设计说明书。

2．课程设计说明书内容不得雷同，雷同者本课程设计成绩一律不及格。指导老师不负责甄别原创者与抄袭者。

正文

目录

一．摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．二．设计思路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．三．设计过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１．分频模块div．．．．．．．．．．．．．．．．．．

２．红绿的现实模块crosslight与crosslight2．．．．．．

３．计数兼译码模块．．．．．．．．．．．．．．．．．４．模块连接图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．五．设计分析与总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．六．程序清单．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．

一、摘要

EDA技术是以计算机为工具，根据硬件描述语言VHDL完成的设计文件，自动的完成逻辑编译，化简，分割，综合及优化，布局布线，仿真以及对特定目标芯片的适配编译和编程下载等工作.随着基于CPLD的EDA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，自动控制用计算机等领域的重要性日益突出。作为一个学习通信工程专业的学生，我们必须不断的了解更多的新产品信息，这就更加要求我们对EDA有个全面认识。本程序设计的是基于VHDL的数字时钟，采用EDA 作为开发工具，VHDL语言为硬件描述语言，QUARTUSII作为程序的运行平台，所开发的程序经过调试运行，波形仿真验证，初步实现了设计目标。本程序使用的硬件描述语言VHDL，可以大大降低了硬件数字系统设计的入门级别，让人感觉就是C语言的亲近。通过本次的课程设计，不但使同学们进一步了解EDA技术在实际中的应用，也使同学们对EDA的综合应用有了更深一步的应用，这次的课程设计给同学们以后的学习与工作中有了一个全面的指导作用.

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VHDL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，最终获得我们欲将实现的功能的描述文件。综合器在工作前，必须给定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成低级的，可与目标器件CPLD相映射的网表文件。适配器的功能是将由综合器产生的网表文件配置与指定的目标器件中，产生最终的下载文件。适配器所选的目标器件（CPLD芯片）必须包含于在综合器中已指定的目标器件系列。

硬件描述语言VHDL的英文全名是Very-High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language。它主要用于描述数字系统的结构，行为，功能和接口。除了还有很多硬件特征的语句外，VHDL的语言形式和描述风格与句法是十分类似与一般的高级计算机语言。VHDL的程序结构特点是将一项工程设计，或称设计实体（可以是一个元件，一个电路模块或一个系统）分成外部（或称可视部分，及端口）和内部（或称不可视部分），既涉及实体的内部功能和算法完成部分。在对一个设实体定义了外部界面后，一旦其内部开发完成后，其他的设