基于FPGA的交通灯(verilog)
《FPGA设计与应用》交通灯实验一
《FPGA设计与应用》交通灯实验
一、实验目的和要求
实验目的：
1. 综合运用 Verilog HDL 语言进行时序设计。
实验要求：
1. 两个方向各种灯亮的时间能够进行设置和修改
二、实验内容和原理
1. 编写时间控制程序，利用交通灯实验子板，实现东西，南北向的交通灯计数并亮灯的程序；
2．子板实现所有显示方面的功能，包括十进制倒数计数和红绿黄三色灯的轮流点亮。
三、主要仪器设备
电脑、VIVADO软件
四、操作方法与实验步骤
1.为了在八段数码管上正确显示十进制数据，设计一个函数，程序即上述实验五中的数码管封装模块。
2、将实验板上电，下载程序到 FPGA 芯片中。
3、观察实验结果。
五、实验数据记录和处理
综合：
程序：
六、实验结果与分析
实验仿真结果：
实物操作：
七、讨论和心得
通过这次实验，我加深了用Verilog语言来进行时序设计方法的理解，能够编写简单的时间控制程序，让我verilog语法的运用更加熟练，在实验中还用到了之前学到的模块调用，加深了我对之前知识的理解。
通过本次实验，我不仅学到了关于Verilog的知识，同时也让我感觉到了思考的重要性。
基于FPGA实现的交通灯控制器详解
基于FPGA实现的交通灯控制器详解交通灯控制器是城市交通管理中的重要设备，用来控制红绿灯的改变。
传统的交通灯控制器多采用微控制器或单片机实现，但是这些方式在处理大规模的交通路口时会受到性能和并发处理能力的限制。
为了克服这些问题，近年来，基于FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）的交通灯控制器逐渐得到应用。
FPGA是一种可编程逻辑器件，能够根据用户需求进行现场编程，具有高度灵活性和可重构性。
基于FPGA的交通灯控制器可以通过并行处理和精确时间管理来提高性能。
FPGA可以为每个交通灯信号灯分配独立的处理器核，同时可以对不同的交通灯进行并发处理。
这种并行处理的方式大大提高了系统的响应速度和处理能力，可以更好地适应高负载的交通场景。
此外，FPGA还可以提供更精确的时间管理。
交通灯的信号改变需要精确地控制时间，以确保交通流畅和交通安全。
传统的微控制器或单片机无法提供足够的精确性和实时性，而FPGA可以通过硬件电路和时钟管理单元来实现高精度的时间控制。
这种精确的时间管理能够对交通流量进行准确的判断和调度，提高交通效率。
此外，基于FPGA的交通灯控制器还具有可扩展性和灵活性。
FPGA的可编程特性使得交通灯控制器可以轻松地进行功能扩展和升级，满足不同场景和需求的要求。
而且，FPGA还可以进行实时调度和优化，可以根据实际交通情况进行动态调整，使交通灯控制系统更加智能和高效。
总之，基于FPGA的交通灯控制器具有高性能、精确的时间管理、可扩展性和灵活性等优点。
它可以提供更好的交通管理和安全保障，适用于大规模的交通路口和复杂的交通场景。
随着FPGA技术的不断发展和成熟，基于FPGA的交通灯控制器将会得到更广泛的应用。
基于FPGA的交通灯设计
基于FPGA的交通灯设计交通灯是城市交通系统中非常重要的组成部分，它们的设计和控制对交通流的安全和效率有重大影响。
随着科技的进步，基于FPGA（现场可编程门阵列）的交通灯设计越来越受到关注和应用。
本文将介绍基于FPGA的交通灯设计的原理和优势，并探讨其在现实生活中的应用。
首先，我们来了解FPGA技术。
FPGA是一种硬件设备，可以通过编程对其内部逻辑电路进行配置和重组。
与传统的固定功能芯片相比，FPGA具有灵活性和可重配置性。
它可以根据不同的需求和应用进行程序和逻辑的重新编程，从而实现不同的功能。
这使FPGA成为交通灯设计的理想选择。
基于FPGA的交通灯设计的核心是通过编程逻辑实现灯色的切换和时序控制。
传统的交通灯通常由三个灯色（红、黄、绿）组成，可以根据交通流的需求进行切换。
基于FPGA的交通灯设计可以通过编程逻辑控制灯色和时序，从而实现更加精确和高效的交通流控制。
基于FPGA的交通灯设计具有以下优势。
首先，由于FPGA的可重配置性，交通灯的设计可以根据实际需求进行调整和优化。
无论是交通流量大还是小，交通灯的时序和灯色可以进行灵活调整，以提高交通流的效率和安全性。
其次，FPGA的高性能特性使得交通灯能够实时响应交通流变化。
无论是高峰时段还是低峰时段，交通灯都能够根据实际情况进行灯色切换，确保交通流的顺畅和安全。
最后，FPGA的可靠性和稳定性可以保证交通灯的长期运行。
传统的交通灯可能会因为灯泡烧坏或电路故障而出现故障，而基于FPGA的交通灯设计可以提高系统的可靠性和稳定性，减少故障的发生。
基于FPGA的交通灯设计在现实生活中有广泛的应用。
首先，它可以用于城市道路的交通信号控制。
根据交通流量和道路拥堵情况，交通灯的时序和灯色可以进行调整，以最大程度地减少交通堵塞和事故发生的可能性。
其次，基于FPGA的交通灯设计可以应用于隧道和地下通道的交通信号控制。
由于隧道和地下通道的特殊环境，传统的交通灯在这些场景中难以进行有效的控制。
基于FPGA的智能交通灯控制器
数字逻辑课程设计报告题目：基于FPGA的智能交通灯控制器课程名称：数字逻辑课程设计专业班级：学号：姓名：报告日期：2013-9-12计算机科学与技术学院1. 实验目的通过V erilog的编程，深入了解并掌握可编程芯片的使用技术，完成规定的设计任务，加强对《数字逻辑》课程所学知识的理解，培养学生创造性思维能力和独立解决实际问题的能力。
2. 实验内容用V erilog代码实现智能交通灯信号控制器设计，具体内容及要求如下：（1）在主干道与次干道公路十字交叉路口，为确保人员、车辆安全、迅速地通过，在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。
红灯禁止通行；绿灯允许通行；黄灯亮则给行驶中的车辆有时间行驶到禁行线之外。
（2）主干道和次干道公路十字交叉路口都安装了车辆检测传感器（C），要求如下：（A）在每日的早、晚高峰时段，双边“C=1”则主干道通行时间是次干道通行时间的2倍；（B）全天主、次干道有车一方有优先通行权；（3）主干道公路路口安装有人员通过请求按钮（PQ），一旦有请求信息，控制器应给与放行。
（4）Online控制信号由交通控制中心发出，（Online=1）一旦它有效，则主干道放行，十字交叉路口控制器“失效”，Online=0十字交叉路口控制器恢复控制权。
（6）在每次由绿灯亮变成红灯亮的转换过程中间，要亮5s时间的黄灯作为过渡。
（7）用“开关”代替传感器作为人员通过请求和车辆是否到来的信号。
用红、绿、黄三种颜色的发光二极管作交通灯。
（8）要求显示时间，倒计时。
3. 实验环境PC 个人计算机、ISE14.2 软件、Adept软件、开发板Basys2、USB下载线4. 实验设计方案4.1 输入输出与引脚分配说明4.1.1输入信号：PQ，人员请求信号——接板子“E2”开关ONLINE, 控制中心接管信号——接“N3”SET, 控制器开关——接“P11”RST, 复位开关——接“L3”RUSH, 高峰判断开关——接“F3”CM, 主道车辆传感器——接“G3”CC, 支道车辆传感器——接“B4”CLK, 系统时钟——接“B8”4.1.2输出信号：[2:0] ML, ML0~2 主道绿、黄、红灯——分别接“G1、P4、N4”[2:0] CL , CL0~1 支道绿、黄、红灯——分别接“P7、M11、M5”[6:0] a_to_g, 七段数码管接口——a_to_g0~6分别接“M12、L13、P12、N11、N14、H12、L14”[3:0] an, 四选一控制接口——an0~4分别接“F12、J12、M13、K14”4.2 模块图4.2.1 模块层级图4.2.2 模块1．时钟生成模块4.2.3 模块2. 控制模块【1】输入信号input wire clk1s, 近似1s的时钟信号input wire PQ, 人员请求信号input wire ONLINE, 控制中心请求信号input wire SET, 控制器开关信号input wire RST, 复位信号input wire RUSH, 高峰信号input wire CM, 主道车辆检测信号input wire CC, 支道车辆检测信号【2】输出信号output reg [2:0] ML, 主道信号灯接口output reg [2:0] CL, 支道信号灯接口output [7:0] ACOUNT，存放主道两个时间数字的8421码output [7:0] BCOUNT，存放支道两个时间数字的8421码（ACOUNT、BCOUNT整合到顶层文件b[15:0]中，方便调用七段显示模块）【3】模块内部流程图4.2.4 模块3. 七段显示模块【1】显示原理使用同步扫描电路，对4位数码管的控制端口进行扫描，每一个时刻只有一个数码管亮，只要设置足够快的频率扫描，由于眼睛的视觉停留效应，就会使得显示结果达到4位同时亮的效果。
verilog课程设计—交通灯
CPLD课程设计基于FPGA 的交通灯控制器的设计姓名：学号：专业：基于FPGA 的交通灯控制器的设计摘要：现代城市在日常运行控制中，越来越多的使用红绿灯对交通进行指挥和管理。
而一套完整的交通灯控制系统通常要实现自动控制和手动控制去实现其红绿灯的转换。
基于FPGA 设计的交通灯控制系统电路简单、可靠性好。
本设计利用Verilog HDL 语言、采用层次化混合输入方式,可控制4个路口的红、黄、绿、左转四盏信号灯,让其按特定的规律进行变化。
在QUARTUSⅡ下对系统进行了综合与仿真。
仿真结果说明系统可实现十字路口红绿灯及左转弯控制和倒计时显示，并能够自动控制交通灯转变。
关键词：FPGA ；交通灯自动控制；Verilog HDL；Quartus Ⅱ1.交通信号控制器设计要求与思路设计要求在交通灯系统中〔图1〕,路口1、2、3、4均需要红、黄、绿、左转四盏灯(用RYGL分别表示) ,并且每个路口都需要一个倒数的计时器,假设绿灯每次维持的时间是40 s ,黄灯为5 s ,左转灯10s，红灯60s，黄灯亮时以一定的频率闪动。
交通灯系统大多是自动控制来指挥交通的,但有时需要由交警手动控制红绿灯,所以要求设计的该交通信号系统需要具有该功能。
图1 交通灯系统示意图设计思路为了便于讨论，我们只讨论路口1〔用A表示〕和路口4〔用B表示〕。
此交通灯控制系统一共设计有5种工作模式。
分别为：方式1 :A 向绿灯长亮,B 向红灯亮。
方式2 :A 向左转灯长亮,B 向红灯亮。
方式3 :B 向绿灯长亮,A 向红灯亮。
方式4 :B 向左转灯长亮,A 向红灯亮。
方式5 :自开工作方式,两个方向的灯按照显示的顺序,交替循环显示。
系统设有总复位开关,可在任意时间内对系统进行复位。
利用M2M1M0对系统工作的状态进行控制〔见表1〕。
A路口和B路口均需要红黄绿加左转四盏灯。
所以输出显示可以用8个LED灯代替。
又因为最大显示时间为60s，故用两个数码管即可承当显示一个倒数计时器的任务。
verilog交通灯设计(FPGA)
本控制系统控制交通灯按红灯，黄灯，绿灯，黄灯的顺序循环点亮，点亮时间分别是5s、2s、5s、2s。
时间数值通过数码管进行倒计时显示。
程序清单错误！文档中没有指定样式的文字。
.1 程序基本信息/************************************文件信息************************************** ** 文件名称：traffic_shuma_led.v** 功能描述：程序分为分频模块、状态机模块和段码输出模块，通过三个模块控制交通** 按红灯，黄灯，绿灯，黄灯的顺序循环点亮，点亮时间分别是5s、2s、5s、** 2s。
时间数值通过数码管进行倒计时显示。
********************************************************************************/程序清单错误！文档中没有指定样式的文字。
.2 引脚及变量定义/************************************引脚及变量定义****************************** module traffic_shuma_led(clk,rst_n,red,green,yellow,data_out);input clk; // 系统时钟信号input rst_n; // 复位信号output red; // 红灯控制信号output green; // 绿灯控制信号output yellow; // 黄灯控制信号output [7:0] data_out; // 数码管显示控制信号wire clk; // 系统时钟信号变量wire rst_n; // 复位信号变量reg red; // 红灯信号寄存器reg green; // 绿灯信号寄存器reg yellow; // 黄灯信号寄存器reg [27:0] count; // 分频计数寄存器reg [3:0] count1; // 状态机计数寄存器reg [3:0] count2; // 数码管计数寄存器reg [7:0] data_out; // 数码管显示寄存器reg [1:0] state; // 状态机寄存器reg clk_1hz; // 分频后频率寄存器parameter s1 = 0, // 状态机1s2 = 1, // 状态机2s3 = 2, // 状态机3s4 = 3; // 状态机4parameter on = 0, // 交通灯亮off = 1; // 交通灯灭/*********************************************************/// 模块名称：分频模块// 模块功能：将系统时钟信号clk分频得到1HZ的频率信号clk_1hz//****************************************************************************** always@(posedge clk or negedge rst_n)beginif(!rst_n) // 判断复位信号是否有效begincount <= 0; // 计数器清0endelsebeginif(count==28'd2*******) // 判断计数器是否计满beginclk_1hz <= 1; // 输出1Hz信号count <= 0; // 计数器清0endelsebeginclk_1hz <= 0; // 输出1Hz信号的低电平count <= count + 28'd1; // 计数器加1endendend//******************************************************************************* // 模块名称：状态机模块// 模块功能：通过时钟信号和复位信号对交通灯的状态进行控制//****************************************************************************** always@(posedge clk_1hz or negedge rst_n)beginif(!rst_n) // 判断复位信号是否有效beginstate <= s1; // 初始状态为S1count1 <= 0; // 计数器清0count2 <= 4'b0101; // 计数器置数endelsebegincase(state)s1: // 状态1begingreen <= off; // 绿灯不亮yellow <= off; // 黄灯不亮red <= on; // 红灯亮count1 <= count1 + 4'b1; // 计数器加1if (count1 == 4'b0101) // 计数器是否等于5begincount1 <= 0; // 计数器清0state <= s2; // 状态转移count2 <= 4'b0010; // 计数器置2endelsecount2 <= count2-1; // 计数器减1ends2: // 状态2beginred <= off; // 红灯不亮green <= off; // 绿灯不亮yellow <= on; // 黄灯不亮count1 <= count1 + 4'd1; // 计数器加1if(count1 == 4'b0010) // 判断计算器是否等于2begincount1 <= 0; // 计数器清0state <= s3; // 状态转移count2 <= 4'b0101; // 计数器置数endelsecount2 <= count2-1; // 计数器减1 ends3: // 状态3beginred <= off; // 红灯不亮green <= on; // 绿灯亮yellow <= off; // 黄灯不亮count1 <= count1 + 28'd1; // 计数器加1if(count1 == 4'b0101) // 计数器是否等于5begincount1 <= 0; // 计数器清0state <= s4; // 状态转移count2 <= 4'b0010; // 计数器置数endelsecount2 <= count2-1; // 计数器减1ends4: // 状态4beginred <= off; // 红灯不亮green <= off; // 绿灯不亮yellow <= on; // 黄灯亮count1 <= count1 + 4'd1; // 计数器加1if(count1 == 4'b0010) // 判断计数器是否等于2begincount1 <= 0; // 计数器清0state <= s1; // 状态转移count2 <= 4'b0101; // 计数器置数endelsecount2 <= count2-1; // 计数器减1endendcaseendend// 模块名称：数码显示模块// 模块功能：根据数码管计数器信号发送相应的断码信号是数码管显示倒计时//******************************************************************************* always@(*)case(count2)4'b0000:data_out = 8'b00111111; // 显示04'b0001:data_out = 8'b00000110; // 显示14'b0010:data_out = 8'b01011011; // 显示24'b0011: data_out = 8'b01001111; // 显示34'b0100: data_out = 8'b01100110; // 显示4 4'b0101:data_out = 8'b01101101; // 显示5 4'b0110: data_out = 8'b01111101; // 显示6 4'b0111: data_out = 8'b00000111; // 显示7 default: data_out = 8'b01111111; // 显示0 endcaseendmodule。
基于FPGA的交通灯的设计
课程设计一、设计任务要求基于FPGA的交通灯控制器设计1、总体要求：实现十字路口的交通灯有序显示2、具体要求：按照开发板上的两组红、黄、绿做为南北双向指示灯红灯亮60秒，绿灯亮55秒，黄灯亮5秒要求采用状态机实现状态切换3、附加要求：采用两组两位数码管实现时间倒计时显示二、设计思路1、总体设计方案由设计任务要求可知输入部分有：CLK时钟频率输入，可由实验板上直接提供，本设计选用1kHZ时钟频率。
输出部分有：1)东西方向和南北方向各使用3个LED显示，红黄绿各代表红黄绿灯。
2)东西方向和南北方向计时均为2位数，共需要4个LED七段数码管显示。
由于为共阴极控制，输出三个SEL0，SEL1，SEL2信号控制选择数码管显示，A,B,C,D,E,F,G信号为输出显示的内容。
3）R1,G1,Y1;R2,G2,Y2信号分别为东西南北红绿灯的输出控制信号。
总体设计软件原理图如下所示设计方案原理图：图1A对应13脚; B对应30脚;C对应15脚; D对应31脚；E对应33脚; F对应32脚;G对应35脚; R1对应4脚；R2对应5脚；Y1对应3脚；Y2对应10脚；G2对应8脚；SEL0对应14脚; SEL１对应11脚;SEL2对应12脚.CLK对应24脚;交通灯系统结构图如下所示:红黄绿红黄绿图2状态切换的状态图如下图：图２、模块设计及结果在VHDL设计中，采用自顶向下的设计思路。
顶层模块中，根据硬件设计，设置如下端口：外部时钟信号：Clk东西方向状态灯控制信号：R1,G1,Y1；南北方向状态灯控制信号：R2,G2,Y2；（1）分频模块：由于外部时钟信号clk的频率为1KHz，而实际需要的内部计时时钟频率为1Hz，需要一个分频电路。
输入端口：clk外部时钟信号输出端口：clk_out分频后信号源程序代码如下：数码管显示信号：A,B,C,D,E,F,G；数码管共阴极控制：SEL0，SEL1，SEL2；library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity Frequency1 isport(clk:in std_logic; --外部时钟信号clk_out:out std_logic --分频后信号);end Frequency1;architecture Frequency1_arc of Frequency1 isbeginprocess(clk)variable temp:integer range 0 to 999;beginif(clk'event and clk='1')thenif(temp=999)then --分频计数temp:=0;clk_out<='0';elsetemp:=temp+1;clk_out<='1';end if;end if;end process;end;图4（2）状态选择模块：由于共需要显示4个数字，需要循环点亮7位数码管，该模块通过输入的时钟信号，循环输出4个选择信号。
基于FPGA的交通灯控制电路设计
基于FPGA的交通灯控制电路设计本文介绍了一种基于FPGA的交通灯控制电路设计。
交通灯控制是城市交通管理的一个重要部分，它有助于维护交通秩序，减少交通事故，提高交通效率。
在本电路设计中，我们使用FPGA作为主控制器，并通过数码管、按钮和LED模块与外部交互。
同时，我们还采用了状态机设计方法，以实现灵活的控制逻辑和连续的动态过渡。
首先介绍了本电路设计的硬件设计。
在本设计中，我们使用了FPGA作为主控制器，数码管用于显示当前状态，按钮用于进行手动控制，LED模块用于显示当前灯颜色。
在硬件设计中，我们通过适当的寄存器和时钟模块，实现了稳定的时序控制和同步操作。
接着，我们介绍了本电路设计的软件设计。
在软件设计中，我们采用了状态机设计方法，将交通控制逻辑分为多个状态，通过状态间的转移完成交通灯的切换控制。
具体地，我们将交通灯控制状态划分为三种：绿灯、黄灯和红灯。
在每种状态下，我们通过计数器和状态转移条件来实现精确的时间控制和灯颜色的自动切换。
同时，为了提高控制的灵活性，我们设计了手动控制模式，让用户可以通过按钮手动切换交通灯状态。
最后，我们介绍了本电路设计的实现结果。
在实现过程中，我们使用了Quartus II软件进行综合、布局和验证，并将设计的电路下载到FPGA开发板上进行实验。
实验结果表明，本交通灯控制电路设计实现了稳定、灵活和精确的交通控制，能够满足不同的交通道路需求。
综上所述，本文介绍了一种基于FPGA的交通灯控制电路设计，通过硬件和软件设计，实现了稳定、灵活和精确的交通控制。
该设计可以为城市交通管理提供帮助，为交通事故和交通拥堵的缓解做出贡献。
基于FPGA的智能交通信号灯的设计
基于FPGA的智能交通信号灯的设计智能交通信号灯是一个重要的交通设施，能够引导道路上的交通流动，提高道路交通的效率和安全性。
传统的信号灯系统通常是固定的时间间隔来控制交通流量，但是这种方式无法根据实际道路情况做出灵活的调整，并且无法提前预测交通拥堵的情况。
基于FPGA的智能交通信号灯设计可以利用其高度可编程的特性，结合实时数据分析，实现智能的信号控制系统。
首先，设计智能交通信号灯需要采集道路上的实时交通数据。
可以利用传感器、视频监控等技术，获取车辆的数量、速度、流量等信息，以及行人的行走情况。
这些数据将作为信号灯系统的输入，用于实时分析和控制。
其次，设计一个智能交通信号灯的控制算法。
基于FPGA的灵活性，可以采用神经网络、遗传算法等方法，对采集到的实时数据进行分析和预测，进而生成相应的信号控制策略。
通过实时调整信号灯的绿灯时间，根据交通流量的情况的不断优化信号灯的控制算法，进一步提高交通效率。
接下来，利用FPGA实现智能交通信号灯的控制系统。
FPGA具有高度可编程的特性，可以根据设计需求进行灵活的硬件设计。
使用HDL语言（如Verilog或VHDL）来编写信号灯控制逻辑，并通过FPGA进行硬件设计与实现。
FPGA还可以与传感器、通信模块等其他硬件设备进行连接，实现与外部数据的交互。
最后，进行实际的实验和测试。
将设计好的智能交通信号灯系统应用于实际的道路交通场景中，收集实际使用情况下的数据，进一步改进和优化系统性能。
通过实验和测试，可以验证智能信号灯系统的可行性和实用性，并对系统进行改进和完善。
总结起来，基于FPGA的智能交通信号灯设计需要从数据采集、控制算法、硬件设计和实验测试等方面进行综合考虑。
通过充分利用FPGA的高度可编程性和实时性，结合实时数据分析和控制算法，可以实现更加智能和高效的交通信号灯系统，提高道路交通的流畅性和安全性。
基于FPGA的交通灯设计(课程设计)
FPGA综合设计实验报告题目基于FPGA的交通灯控制器的设计作者专业日期 2013年3月29日1.设计任务：基于FPGA的交通灯控制器的设计2.设计要求：（1）十字路口由一条东西方向的主干道和一条南北方向的支干道构成，主干道和支干道均有红、黄、绿3种信号灯；（2）保持主、支干道红、绿交替变换；（3）绿灯转红灯过程中，先由绿灯转为黄灯，5秒后再由黄灯转为红灯；同时对方由红灯转为绿灯；（4）系统需具有复位及特殊情况紧急处理功能。
（5）了解交通灯控制器的工作原理，完成控制器的硬件电路设计及软件设计。
3.总体设计方案：从题目中计数值与交通灯的亮灭的关系如图（1）所示。
当主干道绿灯55秒和5秒黄灯过渡时，支干道必须禁止通行，即支干道红灯亮55+5=60秒；当支干道由红灯转为绿灯时，支干道亮55秒绿灯和5秒黄灯过渡，此时主干道红灯应亮55+5=60秒。
图1 交通灯控制要求4.硬件电路基本原理分析：动态LED显示的设计方法是将不同LED模块的所有的LED的驱动端一对一地连接到一起，而将其公共极（阴极或阳极）分别由不同的IO口来驱动（主要针对7段码和LED点阵模块）。
动态显示方式主要是出于简化电路和产品成本考虑在大多数场合都可以达到用户要求。
动态显示虽然占用的CPU时间多，但使用的硬件少，能节省线路板空间。
另外，本设计显示需要使用的是4个七段显示数码管。
在计时结果显示电路中，七段数码管显示部分是一个不容忽视的环节，如若处理不得当，可能引起系统功率过大，产生散热问题，严重时甚至会导致系统的烧毁。
为了解决好以上问题，下面就对七段数码管显示电路做简要的分析和介绍。
通常点亮一个LED所需的电流是5～50 mA，通电的电流愈大，LED的亮度愈高，相对的也会使其寿命缩短。
一般以10 mA的导通电流来估算它所必须串联的阻值，其计算方式参考如图1所示。
图1 单个LED的串接电阻计算方式七段显示器可分为共阳极、共阴极型两种，它们都可以等效成8个LED的连接电路，其中如图2就是共阴极型七段显示器的等效电路和每节LED的定义位置图。
基于FPGA的交通灯设计报告
合肥学院综合课程设计报告题目：基于ＦＰＧＡ的交通灯设计专业：电子信息工程班级：０９电子（２）班姓名：周峰导师：成绩：２０１２年１２月１１日基于ＦＰＧＡ的交通灯设计一：题目要求1：主干道绿灯时，支干道红灯亮，反之亦然，两者交替允许通行。
主干道每次放行40秒，支干道每次放行30秒。
每次路灯亮，前10秒为左转灯亮，后5秒为黄灯亮。
余下为直行灯亮、2：能实现正常的倒计时显示功能。
3：能实现总体清零功能；计数器由初始状态开始计数，对应状态的指示灯亮。
二：题目分析1：在十字路口东西方向和南北方向各设一组左转灯、；显示的顺序为：左转灯绿灯黄灯红灯。
2：设计一个倒计时显示器。
倒计时只显示总体时间。
主干道左转灯、红灯、绿灯和黄灯亮的时间分别是10秒、30秒、25秒、5秒。
支干道左转灯、红灯、绿灯和黄灯亮的时间分别是10秒、40秒、15秒、5秒状态表如表3-1所示：3三：选择方案1：方案一在VHDL设计描述中，采用自顶向下的设计思路，该思路在自顶向下的VHDL 设计描述中，通常把整个设计的系统划分为几个模块，然后采用结构描述方式对整个系统进行描述。
根据实验设计的结构功能，来确定使用哪些模块以及这些模块之间的关系。
通过上面的分析，不难得知可以把交通灯控制系统划分为3个模块：时钟模块、控制模块、分频模块。
2：方案二不采用方案一的分模块设计，直接用进程写程序。
该程序由7个进程组成，进程P1将CLK信号分频后产生1秒信号，P2形成0-49的计数器，进程P3、P4用来控制的信号灯亮灭的，其中P5、P6产生数码管显示的倒数的十进制形式。
进程P7实现状态转换和产生状态转换的控制信号，进而控制数码管显示。
由于方案一中使用进程会使程序变得很复杂，不易理解，所以我采用了方案二。
四：方案二ASM图设计开关控制部分ASM图ASM图说明：i、j、k、分别代表开关状态；1表示开关闭合，为高电平；0表示开关断开为低电平。
当开关处于不同的状态时，分别给变量G不同的值，用来实现控制通行时间。
基于FPGA的交通灯控制器设计_毕业设计论文
基于FPGA的交通灯控制器设计_毕业设计论文摘要：随着城市交通拥堵问题的日益严重，交通灯控制器作为城市交通管理的重要组成部分，起着至关重要的作用。
在传统的交通灯控制系统中，使用的是基于微控制器或PLC的硬件实现方式，无法满足日益复杂的交通需求。
本论文提出了一种基于FPGA的交通灯控制器设计方案，通过利用FPGA的高度可编程性和并行处理能力，实现了对交通灯状态的实时监控和控制。
设计方案通过数码管和按钮进行交互，利用图形化编程软件进行开发和调试。
实验结果表明，所设计的FPGA交通灯控制器具有优异的性能和稳定性，能够满足各种交通场景下的需求。
关键词：交通灯控制器；FPGA；并行处理；图形化编程一、引言随着城市交通流量的不断增加，传统的交通灯控制系统已经不能满足日益复杂的交通需求。
传统的交通灯控制器使用的是基于微控制器或PLC的硬件实现方式，无法提供足够的计算性能和并行处理能力。
因此，本论文提出了一种基于FPGA的交通灯控制器设计方案，通过利用FPGA的高度可编程性和并行处理能力，实现对交通灯状态的实时监控和控制。
二、设计方案本设计方案采用了FPGA作为控制器的核心，通过图形化编程软件进行开发和调试。
设计方案将交通灯控制分为四个主要模块：状态监控模块、状态控制模块、显示模块和按钮模块。
状态监控模块通过检测车辆和行人的状态，实时监控交通灯的状态。
状态控制模块根据交通流量和优先级进行状态切换和调度。
显示模块将交通灯状态显示在数码管上，方便行人和司机观察。
按钮模块通过按钮输入交通灯的初始状态，实现手动控制。
三、系统实现本系统采用Xilinx FPGA开发板进行实现，使用Verilog HDL进行程序编写。
在设计过程中，通过数码管和按钮进行交互，实现手动控制和状态显示。
图形化编程软件使得开发和调试更加便捷，节省了开发周期和人力资源。
四、实验结果通过对实验数据的分析和对比，我们发现所设计的FPGA交通灯控制器在交通流量大、复杂交叉路口和斑马线等特殊情况下，都能够稳定运行并保证交通流畅度。
基于FPGA的交通灯控制器的设计
基于FPGA的交通灯控制器的设计交通灯控制器是现代城市交通系统中至关重要的组成部分。
传统的交通灯控制器通常是基于微控制器或单片机设计的，但随着技术的发展，基于现场可编程门阵列（Field-Programmable Gate Array，FPGA）的交通灯控制器越来越受到关注。
本文将介绍基于FPGA的交通灯控制器的设计。
FPGA是一种可编程逻辑器件，具有高度灵活性和可重配置性。
与传统的微控制器相比，FPGA能够并行处理多个任务，提供更高的性能和更低的延迟。
在交通灯控制器的设计中，这种并行处理的能力可以显著提高交通信号的响应速度和效率。
首先，我们需要确定交通流量检测的方式。
常用的交通流量检测方法有传感器检测、视频图像处理和无线通信等。
在基于FPGA的交通灯控制器设计中，我们可以选择使用传感器检测的方法。
传感器可以通过检测来往车辆的存在与否来确定交通流量，然后将这些数据传输到FPGA中进行处理。
其次，我们需要设计合适的交通灯控制算法。
传统的交通灯控制算法主要基于定时控制，但这种方法无法根据实际交通流量进行动态调整。
在基于FPGA的交通灯控制器设计中，我们可以采用基于车辆检测数据的自适应控制算法。
该算法可以根据交通流量的变化情况灵活地调整交通信号的周期和相位，以实现最优的交通流控制。
接下来，我们需要将交通灯控制算法实现在FPGA上。
使用HDL （Hardware Description Language）编程语言，如Verilog和VHDL，可以将交通灯控制算法描述为硬件逻辑电路。
然后，通过使用FPGA的开发工具，将HDL代码编译成可在FPGA上运行的位流文件。
通过将交通灯控制算法实现在FPGA上，可以实现高速的并行处理和低延迟的响应。
最后，我们需要连接FPGA与交通灯控制设备。
FPGA可以通过GPIO （General Purpose Input/Output）接口与其他设备进行通信。
通过将FPGA的输出信号与交通灯控制设备的输入信号连接，可以实现对交通灯的控制。
基于FPGA的交通灯控制课程设计报告
基于FPGA的交通灯控制课程设计报告课程设计报告设计题目：基于FPGA的交通灯控制专业班级学号学生姓名指导教师设计时间教师评分2012年12月14日目录1、概述 (1)1．实验目的 (1)1.2课程设计的组成部分 (1)2、交通灯设计的内容 (2)3、总结 (5)3.1课程设计进行过程及步骤 (5)3.2体会收获及建议 (10)4、教师评语 (10)5、成绩 (11)1、概述1．实验目的（1）熟悉利用QuartursⅡ开发数字电路的基本流程和QuartursⅡ软件的相关操作。
（2）掌握基本的设计思路，软件环境参数配置，仿真，管脚分配，利用JTAG/AS进行下载等基本操作。
（3）了解VerilogHDL语言设计或原理图设计方法。
（4）通过本知识点的学习，了解交通灯的工作原理，掌握其逻辑功能及设计方法。
1.2课程设计的组成部分（1）系统功能：实现十字路口的交通灯显示。
（2）系统要求：a. 要求控制南北、东西方向各3个灯（红、黄、绿）的亮灭；b. 用LED0-LED5六个灯来代表红绿灯，其中LED0-LED2表示南北方向的红，黄，绿灯，LED3-LED5表示东西方向的红，黄，绿灯。
c. 要求南北方向红灯亮5秒，同时东西方向绿灯亮3秒，绿灯结束后，东西方向黄灯亮2秒。
转东西红灯亮5秒，同时南北绿灯亮3秒，绿灯结束后，南北黄灯亮2秒，一直循环。
（3）引脚分配：2、交通灯设计的内容主程序module jtd(clk,led);input clk;output[7:0]led;reg[7:0]led;reg[4:0]state;always @ (posedge clk)begin state = state + 5'b00001;case(state)5'b00000:led<=8'b00001001;5'b00001:led<=8'b00100001; //南北红灯亮5秒，东西绿灯亮3秒，在转东西黄灯2秒5'b00010:led<=8'b00000000;5'b00011:led<=8'b00100001;5'b00100:led<=8'b00000000;5'b00101:led<=8'b00100001;5'b00110:led<=8'b00000000;5'b00111:led<=8'b00010001;5'b01000:led<=8'b00000000;5'b01001:led<=8'b00010001;5'b01010:led<=8'b00000000;5'b01011:led<=8'b00001100; //东西红灯亮5秒，南北绿灯亮3秒，在转南北黄灯2秒5'b01100:led<=8'b00000000;5'b01101:led<=8'b00001100;5'b01110:led<=8'b00000000;5'b01111:led<=8'b00001100;5'b10000:led<=8'b00000000;5'b10001:led<=8'b00001010;5'b10010:led<=8'b00000000;5'b10011:led<=8'b00001010;5'b10100:led<=8'b00000000;default:state=5'b00000;endcaseendendmodule分频器部分，获得便于试验观察的时钟信号module fpq(clk_out,clk_in);input clk_in;output clk_out;reg clk_out;reg[25:0] counter; //50_000_000=1011_1110_1011_1100_0010_0000_00 parameter cnt=25_000_00; // 50MHz is the sys clk,50_000_000=2FAF080always @(posedge clk_in)begincounter<=counter+1;if(counter==cnt/2-1)beginclk_out<=!clk_out;counter<=0;endendendmodule3、总结3.1课程设计进行过程及步骤a. 用Quartus II 8.0 (32-Bit)软件建立工程：b.在工程建立好后，再建立verilog HDL filec.建好verlog HDL file 后，在里面写入两个程序（一个主程序，一个子程序），将写好的程序保存，并编译，确定没有错误后，输入引脚分配。
基于FPGA的交通灯的设计
EDA设计基础实验课程论文题目基于FPGA的交通灯的设计学院通信与电子工程学院专业班级电子081班学生姓名大彬哥指导教师大力会2013年6月12日EDA基础实验课论文摘要V erilog HDL作为一种规范的硬件描述语言,被广泛应用于电路的设计中。
他的设计描述可被不同的工具所支持,可用不同器件来实现。
利用Verilog HDL 语言自顶向下的设计方法设计交通灯控制系统，使其实现道路交通的正常运转，突出了其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性和易理解等优点，并通过Quartus II完成综合、仿真、进行管脚分配、绘出仿真波形及RTL原理图。
此程序通过下载到FPGA芯片后,可应用于实际的交通灯控制系统中。
关键词：Verilog HDL；硬件描述语言；状态；FPGAIEDA基础实验课论文AbstractAs a common language for the description of hardware, Verilog HDL is widely appl ied in circuit designing The design description can be supportted by differenttools and implemented by different devices In this paper, the process of design ing traffic light controller system by the Verilog HDL topdown design method is presented, which has made the road traffic work well, the design of t his system has shown the readability, portability and easily understanding of Verilog HDL as a hard description language Circuit synthesis、simulation、to pin allocation and RTL simulation waveform drawn schematic are pe rformed by Quartus II .The program can be used in the truly traffic light controller system by downloading to the FPGA chip . Keywords: Verilog HDL; hardware description language; state; FPGAIIEDA基础实验课论文目录摘要........................................................................................................................................ I Abstract ..................................................................................................................................... II 第一章绪论 (1)1.1 EDA技术及其发展 (1)1.2可编程逻辑器件概述 (1)1.3 FPGA/CPLD概述 (1)1.4 本课题的目的和意义 (2)第二章系统设计思路 (3)2.1 系统功能与要求 (3)2.2 设计的总体方案 (4)第三章软硬件电路的设计 (6)3.1硬件电路的设计 (6)3.1.1分频模块 (6)3.1.2时间设置模块 (6)3.1.3状态转换模块 (6)3.1.4时间显示模块 (7)3.1.5 LED信号灯显示模块 (7)3.1.6 LCD同步显示模块 (8)3.1.7数码管显示模块 (8)3.2软件简介及设计过程 (8)3.3 QuartusII 文本输入设计过程 (10)3.3.1 创建工程文件 (10)3.3.2输入文本文件 (12)3.3.3 设计项目编译 (13)3.3.4设计项目波形仿真 (14)3.3.5生成符号文件 (16)第四章系统的仿真 (17)4.1 输出RTL电路图 (17)4.2 仿真时序图 (18)总结 (19)参考文献 (20)IIIEDA基础实验课论文附录 (21)IVEDA基础实验课论文第一章绪论1.1 EDA技术及其发展现代电子设计技术的核心是EDA（Electronic Design Automation）技术。
基于verlilog hdl的交通信号灯电路设计
基于Verilog HDL的交通信号灯电路设计1. 引言交通信号灯是城市道路交通管理中不可或缺的一部分，它通过不同颜色的灯光来指示车辆和行人何时停止和通行。
本文将介绍基于Verilog HDL的交通信号灯电路设计。
2. 设计目标本次设计的目标是实现一个简单的交通信号灯电路，包括红、黄、绿三种状态。
具体要求如下：•红灯亮时，其他两个灯应熄灭。
•黄灯亮时，其他两个灯应熄灭。
•绿灯亮时，其他两个灯应熄灭。
•红、黄、绿三个状态按照固定时间间隔循环切换。
3. 电路设计3.1 总体结构本次设计采用有限状态机（FSM）来实现交通信号灯电路。
有限状态机是一种数学模型，可以描述系统在不同状态之间的转移和输出。
我们将使用Verilog HDL来描述并实现这个有限状态机。
3.2 状态定义根据设计目标，我们可以定义三种状态：红、黄、绿。
我们可以用二进制数来表示这三种状态，比如红色为00，黄色为01，绿色为10。
我们可以使用两个输出信号来表示当前状态：red和green。
3.3 状态转移根据设计目标，交通信号灯应该按照固定时间间隔循环切换状态。
我们可以使用一个计数器来实现这个功能。
当计数器的值达到一定阈值时，状态应该切换到下一个状态。
具体的状态转移如下：•当前状态为红色时（00），计数器的值递增。
–当计数器的值达到阈值时，切换到黄色状态（01），并重置计数器。
•当前状态为黄色时（01），计数器的值递增。
–当计数器的值达到阈值时，切换到绿色状态（10），并重置计数器。
•当前状态为绿色时（10），计数器的值递增。
–当计数器的值达到阈值时，切换到红色状态（00），并重置计数器。
3.4 Verilog HDL代码实现以下是基于Verilog HDL实现交通信号灯电路的代码：module traffic_light(input wire clk,output reg red,output reg yellow,output reg green);reg [1:0] state;reg [3:0] counter;parameter THRESHOLD = 4'b1010; // 阈值always @(posedge clk) begincase(state)2'b00: begin// 红灯状态if(counter == THRESHOLD) beginstate <= 2'b01; // 切换到黄灯状态counter <= 0;end else begincounter <= counter + 1;endend2'b01: begin// 黄灯状态if(counter == THRESHOLD) beginstate <= 2'b10; // 切换到绿灯状态counter <= 0;end else begincounter <= counter + 1;endend2'b10: begin// 绿灯状态if(counter == THRESHOLD) beginstate <= 2'b00; // 切换到红灯状态counter <= 0;end else begincounter <= counter + 1;endendendcaseendalways @(state) begincase(state)2'b00: begin// 红灯亮，其他两个灯熄灭red <= 1;yellow <= 0;green <= 0;end2'b01: begin// 黄灯亮，其他两个灯熄灭red <= 0;yellow <= 1;green <= 0;end2'b10: begin// 绿灯亮，其他两个灯熄灭red <= 0;yellow <= 0;green <= 1;endendcaseendendmodule4. 总结本文介绍了基于Verilog HDL的交通信号灯电路设计。
基于FPGA和Verilog HDL的交通灯控制器设计(一)
中文摘要与关键词摘 要：V e r i l o g H D L作为一种规范的硬件描述语言,被广泛应用于电路的设计中。
他的设计描述可被不同的工具所支持,可用不同器件来实现。
利用V e r i l o g H D L语言自顶向下的设计方法设计交通灯控制系统，使其实现道路交通的正常运转，突出了其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性和易理解等优点，并通过Q u a r t u s I I完成综合、仿真、进行管脚分配、绘出仿真波形及R T L 原理图。
此程序通过下载到F P G A芯片后,可应用于实际的交通灯控制系统中。
关键词：V e r i l o g H D L；硬件描述语言；状态；F P G A英文摘要与关键词A b s t r a c t：A s a c o m m o n l a n g u a g e f o r t h e d e s c r i p t i o n o f h a r d w a r e,V e r i l o g H D L i s w i d e l y a p p l i e d i n c i r c u i t d e s i g n i n g T h e d e s i g n d e s c r i p t i o nc a n b e s u p p o r t t ed b y d i f fe r e n t t o o l s a n d i m p l e m e n t e d b y d if f e r e n t d e v i c e sI n t h i s p a p e r,t h e p r o c e s s o f d e s i g n i n g t r a f f i c l i g h t c o n t r o l l e r s y s t e m b y t h e V e r i l o g H D L t o p d o w n d e s i g n m e t h o d i s p r e s e n t e d,w h i c h h a s m a d e t h er o a d t r a f f i c w o r k w e l l,t h e d e s i g n o f t h i s s y s t e m h a s s h o w n t h er e a d a b i l i t y,p o r t a b i l i t y a n d e a s i l y u n d e r s t a n d i n g o f V e r i l o g H D L a s a h a r dd e s c r i p t i o n l a n g u a g e C i r c u i t s y n t h e s i s、s i m u l a t i o n、t o p i n a l l o c a t i o n a n d R T L s i m u l a t i o n w a v e f o r m d r a w n s c h e m a t i c a r e p e r f o r m e d b y Q u a r t u s I I.T h ep r o g r a m c a n b e u s e d i n t h e t r u l y t r a f f i c l i g h t c o n t r o l l e r s y s t e m b yd o w n l o a d i n g t o t he F P G A c h i pK e y w o r d s：V e r i l o g H D L;h a r d w a r e d e s c r i p t i o n l a n g u a g e;s t a t e;F P G A第一章绪论近20年来，电子系统的设计方法都发生了深刻的变化。
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基于同步FSM交通信号控制器
试验目的
1、进一步熟悉FSM原理；
2、交通信号控制逻辑的抽象建模方法；
3、掌握同步有限状态机的置位与复位方法；
3、掌握编写可综合的FSM一般指导原则；
试验原理
Verilog HDL和VHDL亍为描述用于综合还只有十年的历史，可综合风格的VerilogHDL和VHD啲语法只是它们各自语言的一个子集；HDL的可综合性研究近年来非常活跃，可综合子集的国际标准目前尚未最后形成，因此，各厂商的综合器所支持的HDL子集也略有不同；对于有关可综合的VerilogHDL的内容我们只着重于介绍RTL算法级和门级结构的描述；把一个时序逻辑抽象成一个同步有限状态机是设计可综合VerilogHDL 模块的关键。
有限状态机是设计各种时序逻辑电路的关键。
具体的有限状态机的原理可以参看试验七有关原理的介绍。
下面介绍一般的可综合有限状态机的编写原则
每个always 块只能有一个事件控制@(event_expression) ，而且要紧跟在
always 关键字后面；
always 可以表示时序逻辑或者组合逻辑；也可以用always 块既表示电平敏感的锁存器又同时表示组合逻辑；
带有posedge或negedge关键字的事件表达式表示边沿触发的时序逻辑，没有posedge或negedge关键字的表示组合逻辑或者电平敏感的锁存器，或者两者都表示；
每个表示时序的always 块只能由一个时钟跳变沿触发，置位和复位最好也由该始终跳变沿触发；
每个在always 块中赋值的信号必须定义为reg 类型或者整型；
Always 块中应该避免组合反馈回路；
实验步骤和实验内容
1、本试验交通信号控制灯的逻辑关系该交通信号灯控制器用于控制一条主干道与一
条乡村公路的交叉口的交通
( 如图8-1 所示) ，它必须具有下面的功能；由于主干道上来往的车辆较多，因此控制主干道的交通信号灯具有最高优先级，在默认情况下，主干道的绿灯点亮；乡村公路间断性地有车经过，有车来时乡村公路的交通灯必须变为绿灯，只需维持一段足够的时间，以便让车通过。
只要乡村公路上不再有车辆，那么乡村公路上的绿灯马上变为黄灯，然后变为红灯；同时，主干道上的绿灯重新点亮；一传感器用于监视乡村公路上是否有车等待，它向控制器输入信号X；如果X=1，则
表示有车等待，否则X=o；当从S1状态转换到S2状态，从S2状态转换到S3状态，从S3状态转换到S4状态，从S4状态转换到S20状态时，具有一定的延时；
2、试验内容
1 ）从以上实际交通信号控制问题抽象逻辑关系；
2）画出状态转换图；
2）设计Verilog 代码；
TO START: 实验代码//基于同步FSM 交通信号灯控制器
'defi ne TRUE 1'b1
'defi ne FALSE 1'b0
//延迟
'define Y2RDELAY 3
'define R2GDELAY 2
module sig_control(hwy,cntry,X,clock,clear); output[1:0]hwy,cntry;
reg[1:0]hwy,cntry;
input X;
input clock,clear;
parameter RED=2'd0,
YELLOW=2'd1,
GREEN=2'd2;
parameter S0 =3'd0,
51 =3'd1,
52 =3'd2,
53 =3'd3,
54 =3'd4;
reg[2:0] state;
reg[2:0] next_state;
always@(posedge clock) if(clear)
state<=S0;
else
state<=next_state;
always@(state)
begin
hwy =GREEN;
cntry =RED;
case (state)
S0: ;
S1:hwy =YELLOW;
S2:hwy =RED;
S3: begin
hwy = RED;
cntry = GREEN;
end
S4: begin
hwy =RED;
cntry =~YELLOW;
end
endcase
end
always@(state or X)
begin
case(state)
S0: if (X)
next_state =S1;
else
next_state = S0;
S1:begin
repeat('Y2RDELAY)@(posedge clock); next_state = S2;
end
S2:begin
repeat('R2GDELAY)@(posedge clock); next_state = S3;
end
S3: if (X)
next_state =S3;
else
next_state = S4;
S4:begin
repeat('Y2RDELAY)@(posedge clock); next_state = S0;
end
default:next_state =S0;
endcase
end endmodule
得结果
虽然有警告，但是综合还是过了，成功了!
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交通信号控制信号的状态
图如下:
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以下是所得的彷真图: 放大如下 || k%- «：-l^ Ikiu.i. ry. Bio* It ^BUTI 3^ •n* • 'Ji i ・3 C4U. 'i £dlana ! <11 ■・2・>
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