交通灯信号控制器的设计
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交通灯信号控制器的设计
一，设计任务与要求
交通灯控制信号用于主干道公路的交叉口，要求是优先保证主干道的畅通，因此，平时处于“主干道绿灯，支干道红灯”的状态。
1.当处于“主干道绿灯，支干道红灯”状态时：
（1）、主干道有车要求通行，支干道也有车要求通行时，若主干道通行时
间大于等于30S则切换到“主黄，支红”，4S后自动换到“主红，支绿”。
（2）、主干道无车要求通行，支干道有车要求通行时，立即切换到“主黄，
支红”，4S后自动自动切换到“主红，支绿”。
其他情况保持“主绿，支红”。
2．当处于“主红，支绿”状态时：
（1）、支道有车要求通行时，保持“主红，支绿”状态，但最多保持30S 然后自动切换到“主红，支黄”状态，4S后自动切换到“主绿，支红”状态。
（2）、支道无车要求通过时，立即切换到“主红，支黄”状态，4S后自动
切换到“主绿，支红”状态。
3.利用八位七段管码显示模块其中的2位实现时间显示。
二，总体框图
初步设计图
三，选择器件
1,(1)3-8译码器74138芯片.
(2)3-8译码器74138的逻辑功能表：
(3)3-8译码器74138的内部原理图：
(4)3-8译码器74138的作用：
74138有三个附加的控制端。当G1为高电平，G2AN和G2BN为低电平时，输出为高电平（S＝1），译码器处于工作状态。否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平。这三个控制端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可以将多篇连接起来以扩展译码器的功能。
本设计所用实验箱的8个数码管采用扫描显示方式，数码管位选电路在扫描信号的控制下轮流输出8路数据，此8路数据时分复用一个BCD7段显示译码器。数码管位选电路同时输出位选信号，经74LS138译码器译码后分别选中8个数码管。在位选选中一个数码管的的情况下送出段码，在该段码管中显示段码字符，然后接着选中其它数码管，送其他字符。
四，功能模块
1..原理概述：
（1）由于主干道，支干道的交通灯均在绿，黄，红三种状态之间有顺序的转换，组合共有四种。所以，利用状态机按照设定的条件实现"主绿，支红" 、"主黄，支红" 、"主红，支绿"、"主红，支黄"4种状态之间的切换。
(2)因为红黄绿灯之间转换有时间限制，所以要有计数器，可用七段数码管显示模块，由于时间是两位数，所以只需要八位七段管码显示模块其中的2位实现时间显示。
(3)由于实验室提供的基准频率为50MHZ,所以得用分频器得到所需要的频率。2．各模块设计程序及模块图
1.1计数器:
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY counter IS
PORT (clk:IN STD_LOGIC;
reset:in std_logic;
countNum:BuFFeR INTEGER RANGE 0 TO 64);
END;
ARCHITECTURE behavior OF counter IS
BEGIN
process(reset,Clk)
BEGIN
IF Reset='1' THEN
countNum<=0;
ELSIF rising_edge(Clk) THEN
IF countNum=64 THEN
countNum<=0;
ELSE
countNum<=countNum+1;
END IF;
END IF;
END PROCESS;
END;
生成模块图：
1.2七段显示器程序
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
ENTITY bcd_data IS
PORT
(bcd_data:in STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0); segout: out STD_LOGIC_VECTOR(6 downto 0)); END;
ARCHITECTURE behavior OF bcd_data IS BEGIN
process(bcd_data)
BEGIN
case bcd_data is
when "0000"=>segout<="0111111";
when "0001"=>segout<="0000110";
when "0010"=>segout<="1011011";
when "0011" =>segout<="1001111";
when "0100" =>segout<="1100110" ;
when "0101"=>segout<="1101101" ;
when "0110"=>segout<="1111101" ;
when "0111"=>segout<="0000111" ;
when "1000" =>segout<="1111111" ;
when "1001" =>segout<="1101111";
when others =>null;
END CASE;
END PROCESS;
END;
LIBRARY IEEE;
USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
USE IEEE.STD_LOGIC_unsigned.ALL;
ENTITY dtsm IS
PORT(clk:in STD_LOGIC;
NumA,NumB: in STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0); segout1:out STD_LOGIC_VECTOR(6 downto 0);