基于状态机的交通灯控制

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EDA交通灯课程设计--CPLD实现交通灯控制系统

CPLD实现交通灯控制系统一.预期功能分别成东西走向和南北走向的主干道和支干道，其交通信号灯，分别实现一下状态：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，支干道黄灯状态亮灯停留时间S0 G2,R2 50秒S1 G2,R2 45秒S2 Y1,G2 5秒S3 R1,G2 25秒S4 R1,Y2 5秒二.原理框图根据设计要求和系统所具有的功能，并参考相关的文献资料，经行方案设计，可以画出如下图所示的交通信号灯控制器的系统框图。

1kHZ根据以上设计思路，可以得到如下的顶层文件原理图顶层文件的实体图：三.单元模块设计与仿真时钟分频模块系统的动态扫描需要1HZ的脉冲，而系统时钟计时模块需要1HZ的脉冲。

分频模块主要为系统提供所需的时钟计时脉冲。

该模块将1kHZ的脉冲信号进行分频，产生1S的方波，作为系统时钟计时信号。

其实体模块如下：将END TIME改为5SCLK采用系统的1KHZ的时钟脉冲仿真波形如下：可以看到能够得到1s的时钟脉冲交通灯控制及计时模块控制模块根据外部输入信号和计时模块产生的输出信号，产生系统的状态机，控制其他部分协调工作。

计时模块用来设定主干道和支干道计时器的初值，并为扫描显示译码模块提供倒计时时间。

控制及计时模块采用状态机进行设计，可以定义出5种状态，分别为S0:主干道绿灯，支干道红灯且没有车辆行驶；S1:主干道绿灯，支干道红灯或支干道有车辆驶入；S2:主干道黄灯，支干道红灯；S3:主干道红灯，支干道绿灯；S4:主干道红灯，支干道黄灯。

利用CASE语句定义状态的转换方式及时间的变换方式，达到主干道绿灯亮45秒，支干道绿灯亮25秒，黄灯亮5秒的设计要求。

其实体模块如下：CAR为支干道车辆检测开关在支干道有车的情况下，模块可以进行减计时CLK1S为1S的时钟脉冲TIME1H、TIME1L、TIME2H、TIME2L分别为主干道时钟高位、主干道时钟低位、支干道时钟高位、支干道时钟低位LED为LED灯发光情况，分别为主干道绿灯、主干道黄灯、主干道红灯、支干道绿灯、主干道黄灯、主干道红灯Count的总的系统时间，用来改变系统的状态仿真波形如下：通过仿真可以看到：当主干道绿灯，支干道红灯时，主干道倒计时高位置数0100，低位置数0101；支干道高位置数0101，低位置数0000；当主干道黄灯，支干道红灯时，主干道黄灯倒计时置数0101；支干道继续刚才的减计数；当主干道红灯，支干道绿灯时，主干道倒计时高位置数0011，低位置数0000；支干道高位置数0010，低位置数0101；当主干道红灯，支干道黄灯时，支干道黄灯倒计时置数0101；主干道继续刚才的减计数。

基于单片机的智能交通灯控制器设计

基于单片机的智能交通灯控制器设计一、本文概述随着城市化进程的加快，交通拥堵问题日益严重，智能交通系统的应用与发展成为解决这一问题的关键。

其中，智能交通灯控制器作为交通系统的重要组成部分，对于提高道路通行效率、保障行车安全具有重要意义。

本文旨在设计一种基于单片机的智能交通灯控制器，通过优化算法和硬件设计，实现交通灯的智能控制，以适应不同交通场景的需求，提升城市交通的整体运行效率。

本文将首先介绍智能交通灯控制器的研究背景和意义，阐述现有交通灯控制系统的不足和改进的必要性。

接着，文章将详细介绍基于单片机的智能交通灯控制器的设计方案，包括硬件电路的设计、控制算法的选择与优化等方面。

在此基础上，本文将探讨如何通过软件编程实现交通灯的智能控制，并讨论如何在实际应用中调试和优化系统性能。

文章将总结研究成果，展望智能交通灯控制器在未来的发展方向和应用前景。

通过本文的研究，旨在为城市交通管理提供一种新的智能化解决方案，为缓解交通拥堵、提高道路通行效率提供有力支持。

本文的研究也有助于推动单片机技术和智能交通系统的发展，为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。

二、单片机技术概述单片机，即单片微型计算机（Single-Chip Microcomputer），是一种集成电路芯片，它采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上，构成一个小而完善的微型计算机系统。

单片机以其体积小、功能强、成本低、可靠性高、应用广泛等特点，广泛应用于工业控制、智能仪表、家用电器、医疗设备、航空航天、军事装备等领域。

单片机作为智能交通灯控制器的核心部件，具有不可替代的重要作用。

它负责接收来自传感器的交通信号输入，根据预设的交通规则和算法，快速作出判断，并输出相应的控制信号，以驱动交通信号灯的亮灭和变化，从而实现交通流量的有序控制和疏导。

基于AT89C51单片机的交通灯系统设计

基于AT89C51单片机的交通灯系统设计摘要：本文设计了一种基于AT89C51单片机的交通灯系统。

该系统通过使用AT89C51单片机作为控制核心，结合LED灯、红外传感器等硬件部件，实现了智能交通灯的功能。

利用AT89C51单片机的高性能和可编程性，本文提出了基于状态机的控制算法，实现交通灯的精确控制，以提高交通效率和安全性。

试验结果表明，所设计的交通灯系统稳定可靠，具有一定的应用价值。

关键词：AT89C51、单片机、交通灯、智能控制、状态机1. 引言交通灯作为城市道路交通的重要组成部分，对交通的顺畅和安全起着至关重要的作用。

传统的交通灯系统通常接受定时控制方式，无法依据实际交通状况进行灵活调整，导致交通拥堵和交通事故频发。

因此，设计一种智能交通灯系统，能够依据实时交通状况智能调整交通信号灯的状态，具有重要的现实意义。

2. 系统设计2.1 系统硬件设计本文所设计的交通灯系统接受AT89C51单片机作为控制核心，具有较高的性能和可编程性。

系统硬件部件包括LED灯、红外传感器、电路板等。

其中，LED灯用于表示交通灯的红、黄、绿三种状态；红外传感器用于感知车辆的存在与否。

这些硬件部件通过电路板毗连并与AT89C51单片机进行相应的电路毗连，构成完整的交通灯系统。

2.2 系统软件设计系统软件主要包括控制算法的设计和程序编写。

本文接受了基于状态机的算法，实现交通灯的智能控制。

系统依据红外传感器感知到的车辆状况和交通灯当前的状态来进行裁定，从而确定下一时刻交通灯的状态。

详尽实现过程如下：状态1：红灯状态。

当红灯亮起时，表示该方向的车辆需要停车等待。

系统检测到车辆通过红外传感器时，切换到状态2。

状态2：绿灯状态。

当绿灯亮起时，表示该方向的车辆可以通行。

系统计时一定时间后，切换到状态3。

状态3：黄灯状态。

当黄灯亮起时，表示该方向的车辆应注意停车。

系统计时一定时间后，切换到状态1。

该算法能够依据交通灯的当前状态和车辆的状况进行相应的状态切换，实现智能交通灯的控制。

基于quartusll-交通灯控制系统

一、设计任务要求交通灯控制器：用于十字路口的交通灯控制器.实验要求：1．东西方向各有一组红,黄,绿灯用于指挥交通,红，黄,绿的持续时间分别为25s，5s,20s。

2．当有紧急情况（如消防车)时，两个方向均为红灯亮，计时停止，当特殊情况结束后，控制器恢复原来状态,正常工作。

3．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、设计思路及总体结构框图设计思路：1．硬件:由设计任务要求可知，总体输入电路有：（1）在开始计时之前的等待状态，复位键reset接低电位,接通电源后,首先要将它接高电位，表示计时开始。

(2)当按一下（on_off)键，表示紧急情况发生，两个方向均为红灯亮，计时停止，当再次按下（on_off)键时，控制器恢复原来状态，正常工作。

输出电路:(1）由于东西和南北方向都要显示时间,因此需要4个数码管,这样在设计中就需要四条输出线choose4，用来选通指定一个LED七段显示数码管。

（2)显示器的每一位都采用LED七段显示数码管进行显示,每一个LED七段显示数码管都要有七条输出线控制,一共使用4个七段数码管,故输出电路使用四个七位输出信号:showtime1，showtime2,showtime3,showtime4。

（3）东西和南北方向都有交通灯亮的情况，故输出电路中要有两个状态控制信号state1,state2分别控制东西和南北的灯，每个方向上有4个灯（增加了左、右转弯显示控制功能），所以state1,state2的类型应该是4位数组型的。

reset7/2．软件:(1)在VHDL设计描述中，采用自顶向下的设计思路，该思路,首先要描述顶层的接口,上面的描述已经规定了交通灯控制的输入输出信号:输入信号：复位开关信号reset；紧急情况控制信号on_off;外部时钟信号clk。

输出信号:LED七段显示数码管的选通信号choose4(3 downto 0）;LED 七段显示数码管的输出信号showtime1(6 downto 0）,showntime2(6 downto 0)，showtime3（6 downto 0)，showtome4（6 downto 0)；交通灯状态控制信号state1（3 downto 0),state2(3 downto 0)。

交通灯的PLC程序设计

交通灯的PLC程序设计摘要PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于自动化控制的计算机设备。

本文将介绍在交通灯系统中使用PLC进行控制的程序设计。

介绍随着城市化的发展，交通拥堵已经成为了一个普遍的现象。

为了解决交通拥堵问题，并提高道路交通的安全性，交通灯系统变得越来越重要。

在交通灯系统中，使用PLC控制可以实现精确、可靠、高效的控制方式。

PLC是一种专业的控制器，主要用于工业自动化控制。

PLC能够将输入的控制信号进行逻辑处理，并输出相应的控制信号，实现可编程的自动控制。

在交通灯系统中，PLC负责控制信号灯的开关，保证交通信号灯的正常运转。

本文将介绍在交通灯系统中使用PLC的程序设计。

该设计针对的是普通十字路口，控制红、黄、绿三种信号灯的开关顺序，以保证交通流畅和交通安全。

PLC程序设计逻辑控制在交通灯系统中，PLC将接受来自传感器的信号，根据这些信号进行逻辑运算，从而控制信号灯的开关。

通过逻辑运算，PLC可以实现绿灯亮、黄灯亮、红灯亮等不同的控制方式。

PLC的逻辑运算主要包括开关量逻辑和模拟量逻辑两种方式。

对于交通灯系统来说，开关量逻辑是最常用的控制方式，这是因为信号灯的开关只有两种状态：开和关。

控制程序交通灯系统中使用的PLC程序通常是基于状态机的控制方式。

状态机是一种基于状态转移的控制模型，是一种理论模型，用于描述有限个状态及其之间的转移。

交通灯系统中的PLC程序一般会分为两部分：状态转移表和状态转移图。

状态转移表用于记录系统中所有的状态和它们之间的转移关系，状态转移图则是在状态转移表的基础上对状态之间的关系进行图形化表示。

下面是一个简单的状态转移表，用于描述交通灯系统中红、黄、绿三种灯的控制状态：当前状态输入信号下一状态红灯等待绿灯黄灯等待红灯绿灯等待黄灯红灯或黄灯非等待黄灯绿灯非等待红灯PLC程序实现在实现PLC程序时，需要根据状态转移图和状态转移表编写程序。

在交通灯系统中，PLC的输入端接收传感器信号，根据传感器信号和状态转移表的状态转移关系来更新PLC的输出信号。

华南理工大学数字系统设计实验3报告资料

实验三基于状态机的交通灯控制地点：31号楼312房；实验台号：12实验日期与时间：2017年12月08日评分：预习检查纪录：批改教师：报告内容：一、实验要求1、开发板上三个led等分别代表公路上红黄绿三种颜色交通灯。

2、交通灯状态机初始状态为红灯，交通灯工作过程依次是红→绿→黄→红。

3、为了方便观察，本次实验要求红灯的显示时间为9s，绿灯显示时间为6s，黄灯显示时间为3s，时间需要倒计时，在数码管上显示。

编程之前要求同学们先画好ASM图。

4、1Hz分频模块请采用第二次实验中的内容，7段码显示模块请参考书本相关内容。

5、第三次实验课用到EP2C8Q208C8通过74HC595驱动数码管，有两种方法写该模块代码：方法1，用VHDL语言写，（自己写VHDL代码有加实验分）。

方法2，可调用verilog数码管驱动模块，该模块在附件“seg.zip”中。

和其它VHDL编写的模块可以混搭在一个电路图中使用。

EP2C8Q208C8的SCTP，SHCP，SER＿DATA数码管信号线通过两块74HC595集成块，再驱动数码管。

6、芯片型号：cyclone:EP2C8Q208C8,开发板所有资料都在“新板”附件中，其中管脚配置在实验要求中是不对的，以“新板”附件中为准。

二、实验内容1设计要求开发板上三个led等分别代表公路上红黄绿三种颜色交通灯。

交通灯状态机初始状态为红灯，交通灯工作过程依次是红→绿→黄→红。

本次实验要求红灯的显示时间为9s，绿灯显示时间为6s，黄灯显示时间为3s，时间需要倒计时，在数码管上显示。

2设计思路(1)数码管驱动第三次实验课用到EP2C8Q208C8通过74HC595驱动数码管，有两种方法写该模块代码：方法1，用VHDL语言写，（自己写VHDL代码有加实验分）。

方法2，可调用verilog数码管驱动模块，该模块在附件“seg.zip”中。

和其它VHDL 编写的模块可以混搭在一个电路图中使用。

DSP实验设计报告交通灯

DSP实验设计报告交通灯设计目的本实验旨在根据交通灯控制的实际情况，通过DSP进行流程设计，实现交通灯的各种状态的控制，以此提高实验者的DSP编程能力，增加其对控制系统的理解。

设计原理本实验的主要控制器是TMS320C6748 DSP芯片，通过硬件与LED灯连接，实现交通灯的开关控制。

同时为了保证控制系统可靠稳定，使用了光电隔离模块，充分隔离DSP和LED灯的电路。

本设计的交通灯状态转换流程采用了状态机设计思想，为灯控中的状态设计了相应的状态表，每种灯的状态都在状态表里有清晰的描述。

设计方案交通灯设有3种状态：绿灯进车、黄灯过渡、红灯停车，每一种状态都有对应的时间段，为保证交通的顺畅性，在每一个灯的状态下，都会伴随一个闪烁的灯，以提醒司机进行注意。

以此设计的状态图如下图所示。

![State Diagram](state-diagram.png)在进入程序正式实现之前，本设计还首先对TMS320C6748芯片进行了硬件初始化。

然后，通过while(1)循环语句，对交通灯的各个状态进行了详细的代码实现。

在绿灯进车状态下，程序会调用绿灯程序来实现灯的亮灭控制，同时启动两个计时器，一个是绿灯定时器，另一个是闪烁灯定时器，用于定时绿灯亮起的时间和检测闪烁灯是否需要亮起。

设计结果本设计成功实现了交通灯的几种不同状态的控制，在调试过程中，程序运行稳定，性能良好，每种状态的时间也能够精确控制。

同时闪烁灯的提醒功能也能够很好的保证交通的顺畅性。

当交通灯进入红灯时，即停车状态，道路上的车辆就需要停车等待，因此为了达到更好的交通效果，可将道路的长度设置得适当加长，同时还需要设置好交通灯的时间参数，适时地调节程序中各种灯亮起的时间，使得交通灯控制系统的效率和安全性能得到了很大地提升。

不过需要注意的是，在程序运行过程中，还需要注重一些细节问题的处理，如各种定时器的时间调整、闪烁灯的速度设置等。

只有这样才能够保证一套良好的交通灯控制系统的建立。

实验五交通灯控制

*
操作规则实现电路
功能：根据交通红绿灯控制器的功能要求，确定不同工作状态下计时器的计数值。可用8位计数器来实现定时计数。
正常运行时，计数器按照规定的定时要求加1计数；若要人工放行某方向，只要使计时器运行到该放行状态的最后一刻时，计时器保持此时的计数值，使红绿灯信号生成器暂停状态的转移即可。
*
再按下键2，表示欲人工放行B方向，则相应LED有显示；同时两个方向的红绿灯按正常运行规律自动切换，当运行到放行B方向时，则保持放行该方向。
再按下键3，表示清除人工方向的控制，则交通灯开始自动转换红黄绿灯的状态。
3
2
1
4
*
1
2
3
4
5
6
预习时请画出其状态转移图。
*
设计方案的选择
01
图文混合设计方法：先将电路划分为几个子模块，每个子模块由Verilog HDL语言描述实现，然后生成逻辑符号，顶层文件采用图形文件来实现。
02
纯文本描述方法：每个子模块和顶层电路的连接关系都采用Verilog HDL语言描述实现，对子模块的调用采用模块元件例化的方法。
起始状态的选择
采用log2N个触发器来表示这N个状态采用N个触发器来表示这N个状态——称为一位热码状态机编码（One-Hot State Machine Encoding）。
状态编码
采用Verilog HDL语言实现基于状态机的设计，就是在时钟信号的触发下，完成两项任务：用case或if-else语句描述出状态的转移；描述状态机的输出信号。
在线校验
下载后，仔细观察：红绿灯应按设定的时间规律自动切换，D1~D8八个LED分别对应的是：A方向的红黄绿，B方向的红黄绿，A方向的放行状态，B方向的放行状态。

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。

EDA实验报告：基于VHDL语言的交通灯控制系统设计与实现

（k1=0）
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;

基于VHDL的交通灯控制器的设计

基于VHDL的交通灯控制器的设计一、设计目的1、掌握计数器、分频器、译码器的工作原理和设计方法；2、掌握数码管的动态扫描译码显示的工作原理和设计方法；3、掌握交通灯控制器的设计方法；4、掌握在EDA开发软件QuartusII环境下基于FPGA/CPLD的数字系统设计方法，掌握该环境下系统的功能仿真、时序仿真、管脚锁定和芯片下载的方法。

二、概述在城市的的十字路口处都设置有交通信号灯控制系统，这个系统由绿、黄、红信号灯指挥十字路口车辆和行人的正常通行。

其示意图如下所示：要支道主要干道S主要干道次要支道三、设计任务与要求设计一个主要干道和次要支道交叉路口处的交通信号灯控制器,其技术要求如下：1、要求主要干道和次要支道上各具有绿、黄、红三色信号灯，用来指示车辆的允许通行或禁止通行，同时设有计时、译码及显示电路,显示定时器的定时状态。

2、如果只有一个方向有车时，则保持该方向畅通；当两个方向都有车时，主要干道和次要支道交替通行，但主要干道通行的时间要比次要支道长一些。

设主要干道每次通行的时间为60秒，即主要干道每次绿灯亮的时间为60秒；次要支道上每次通行时间为30秒，即次要支道上绿灯亮的时间为30秒。

3、要求主要干道或是次要支道上绿灯亮足规定的时间后，要求黄灯先亮5秒钟后红灯才能亮，然后才能交换通行车道。

四、系统框图及组成系统主要由控制器和处理器两部分组成，控制器接受外部系统时钟信号。

处理器由定时器和译码显示器组成。

定时器能向控制器发出5秒、30秒和60秒的定时信号，译码器在控制器的控制下，改变交通灯的信号。

根据上述要求画出系统框图如下：图中：R：主要干道传感器来的信号，高电平表示有车，低电平表示设车。

S：次要支道传感器来的信号，高电平表示有车，低电平表示设车。

T L：主要干道绿灯亮的时间间隔为60秒，即主要干道车辆通行的时间为60秒，定时时间到时，T L=1，否则，T L=0。

T S：次要支道绿灯亮的时间间隔为30秒，即次要支道车辆通行的时间为30秒，定时时间到时，Ts=1，否则，T S=0。

基于VHDL状态机的交通灯控制器设计

山西电子技术2010年第1期软件技术　收稿日期:2009-09-29作者简介:李春雨(19802),男,河南南阳人,大学本科,主要从事嵌入式技术研究。

文章编号:167424578(2010)0120054203基于VHDL 状态机的交通灯控制器设计李春雨,高　原(安阳工学院计算机科学与信息工程系,河南安阳455000)摘　要:用VHDL 语言设计交通灯控制器,并利用Quartus II 软件平台对设计系统进行仿真、编译,并下载到FPG A /CP LD 可编程逻辑器件中。

由于生成的是集成化的数字电路,没有传统设计中的接线问题,所以故障率低、可靠性高。

由于采用了E DA 技术,所以大大缩短了开发研制周期,提高了设计效率,使系统具有设计灵活,实现简单,性能稳定的特点。

关键词:交通灯控制器;FPG A;VHDL 中图分类号:TP312 文献标识码:A0　引言交通灯是城市交通监管系统的重要组成部分,对于保证机动车辆的安全运行,维持城市道路的顺畅起到了重要作用。

本文在VHDL 状态机的基础上,利用FPG A 的相关知识设计了交通灯控制系统,可以根据实际情况对灯亮时间进行自由调整,整个设计系统通过Quartus II 软件平台进行了模拟仿真,并下载到FPG A 器件中进行硬件的调试,验证了设计的交通信号灯控制电路完全可以实现预定的功能,具有一定的实用性。

1　设计要求有一条主干道和一条支干道的汇合点形成的十字路口,为确保车辆安全,迅速通行,在干道和支道的入口设置了红、绿(包括直行和左拐)、黄3色信号灯(如图1所示)。

图1　十字路口交通灯示意图设计要求:(1)A 方向和B 方向各设红(R )、黄(Y )、绿(G )、和左拐(L )四盏指示灯;(2)四种灯按合理的顺序亮灭,并能将灯亮的时间以倒计时的形式显示出来;(3)主、支干道交替通行,假设B 方向是主干道,车流量大,因此B 方向通行的时间应比A 方向长一些。

B 方向每次放行40秒,A 方向每次放行30秒,在每次亮绿灯、左拐灯与红灯的转换过程中,亮5秒的黄灯作为过渡;(4)两个方向各种灯亮的时间应该能够进行非常方便的设计和修改;(5)上电复位后,主干道先通行。

十字路口交通灯控制器设计

实验十二二字路口交通灯控制器设计姓名：沈燮勇学号：01486433 班级：01计（2）一、实验目的学习利用计数器和状态机设计十字路口交通灯控制器。

二、实验原理题目要求：设计一个简单十字路口交通灯控制器。

该控制器控制甲乙两道的红、黄、绿三色灯，指挥交通和行人安全通行，交通灯控制器的示意图，本闪实验只要求做出倒计时时间显示模块的VHDL 程序，黄灯闪烁。

复杂十字路口交通灯控制器要比简单交通灯控制器增加一些功能，如倒计时时间显示，左转弯（左拐）、指示灯闪烁及特殊紧急情况的处理等。

下面以下面的十字路口交通灯系统为例，来说明上述功能的实现：东西方向（甲道）循环为绿灯45s, 黄灯5s ，左拐灯15s ，黄灯5s ，红灯40s ，黄灯5s 南北方向（乙道）循环为红灯65s ，黄灯5s ，绿灯20s ，黄灯5s ，左拐灯15s ，黄灯5s 其一个工作周期的时间关系示意图如下：可以将一个周期划分成以下8种状态：S0：cnt=0-44：甲道通行，乙道禁止；S1：cnt=45-49：甲道停车，乙道禁止；S2：cnt=50-64；甲道左拐，乙道禁止；S3：cnt=65-69；甲道停车，乙道禁止；S4：cnt=70-89；甲道禁止，乙道通行；S5：cnt=90-94；甲道禁止，乙道停车；S6：cnt=95-109；甲道禁止，乙道左拐；S7：cnt=110-114；甲道禁止，乙道停车；一、倒计时时间显示模块的处理1、各路口倒计时时间的计算在各个阶段，各路口倒计时时间显示值与当前计数值存在一定的关系：S0：cnt=0-44：甲道时间显示：disp1＝45－cnt ；乙道时间显示：disp2=65－cnt ； S1：cnt=45-49：甲道时间显示：disp1＝50－cnt ；乙道时间显示：disp2=65－cnt ； S2：cnt=50-64；甲道时间显示：disp1＝65－cnt ；乙道时间显示：disp2=65－cnt ； S3：cnt=65-69；甲道时间显示：disp1＝70－cnt ；乙道时间显示：disp2=70－cnt ；S4：cnt=70-89；甲道时间显示：disp1＝110－cnt；乙道时间显示：disp2=90－cnt；S5：cnt=90-94；甲道时间显示：disp1＝110－cnt；乙道时间显示：disp2=95－cnt；S6：cnt=95-109；甲道时间显示：disp1＝110－cnt；乙道时间显示：disp2=110－cnt；S7：cnt=110-114；甲道时间显示：disp1＝115－cnt；乙道时间显示：disp2=115－cnt；2、倒计时时间的显示根据上述关系得到的disp1和disp2 是十六进制数，在送到数码管显示之前，先要将它们转换成二位BCD码表示。

基于VHDL语言的交通信号灯设计

基于VHDL语言的交通信号灯设计交通信号灯的设计是交通管理中非常重要的一环，通过合理的交通信号灯设计，可以提高道路交通的效率，并保证交通的安全性。

在本文中，将基于VHDL语言设计一个简单的交通信号灯系统，对信号灯进行控制。

首先，我们需要了解交通信号灯的基本原理。

一般情况下，交通信号灯通常分为红灯、黄灯和绿灯三个状态。

每个状态的时间长度可以根据实际情况进行调整。

在设计中，我们将考虑两个十字路口，每个十字路口设置一个交通信号灯。

接下来，我们将使用VHDL语言进行交通信号灯的设计。

首先定义一个信号类型，表示交通灯的三种状态：```vhdltype traffic_light_state is (red, yellow, green);```然后，定义信号灯实体，包括输入信号和输出信号：```vhdlentity traffic_light isportclk: in std_logic;reset: in std_logic;north_south_light: out traffic_light_state;east_west_light: out traffic_light_stateend traffic_light;```在实体中，我们使用了时钟clk和复位信号reset，以确保交通灯的状态按照预期进行转换。

north_south_light和east_west_light是输出信号，表示两个十字路口的交通信号灯状态。

接下来，我们定义信号灯行为。

在时钟上升沿或复位信号为高时，交通灯的状态会发生变化。

我们可以使用一个计数器和状态机来实现交通灯的控制。

当计数器达到一定值时，状态机将更新信号灯的状态。

```vhdlarchitecture behav of traffic_light issignal state: traffic_light_state := red;beginprocess(clk, reset)beginif reset = '1' thencounter <= 0;state <= red;elsif rising_edge(clk) thencounter <= counter + 1;case state iswhen red =>state <= green;counter <= 0;end if;when green =>state <= yellow;counter <= 0;end if;when yellow =>state <= red;counter <= 0;end if;end case;end if;end process;north_south_light <= state; east_west_light <= state; end behav;```最后，我们需要在顶层模块中实例化交通信号灯实体，并提供时钟和复位信号。

基于FGA的交通灯控制系统设计

１．引言目前在教学中运用软件实现交通灯的控制可以用标准逻辑器件、可编程序控制器ＰＬＣ、
表２指示灯的真值表
状态ＳＯ方向绿黄左转红绿黄左转红东西ｌ０００Ｏ００ｌ南北０Ｏ０１ｌＯＯＯ状态Ｓ１方向绿黄左转红绿黄左转红东西０１００ＯＯＯｌ南北０００１０ｌ００状态Ｓ２方向绿黄左转红绿黄左转红东西０Ｏｌ１０００ｌ南北０００１００ｌｌ
一
定义状态机的状态，这样可以获得可综合的、ｉｆｓｅｃ ’ ｅｖｅｎｔａｎｄｓｅｃ＝’ １ ’ ｔｈｅｎｉｆｔｍｐｌ＝３９ｔｈｅｎｔｉｍｅｏｕｔｌ＜＝ ’１ ’：ｔｉｍｅｏ高效的ＶＨＤＬ描述，并且使用多进程方式来描述ｔ２＜＝ ’ ０ ’ ：ｔｉｍｅｏｕｔ３＜＝ ’ ０ ’ ：ｔｍｐｌ＜＝Ｏ：状态机的内部逻辑。在程序设计中一般由说明ｕｅｌｓｅｉｆｔｉｍｅｏｕｔ１＝ ’ ｌ ’ ｔｈｅｎ部分、组合部分、时序部分组成，用ＴＹＰＥ定义ｉｆｔｍｐ２＝４ｔｈｅｎｔｉｍｅｏｕｔ２＜＝ ’ ｌ，：ｔｉｍｅｏｕｔｌ新的数据类型和状态名，以及在此新数据下定＝ ’ ０ ’：ｔｉｍｅｏｕｔ３＜＝ ’ ０ ’：ｔｍｐ２＜＝０：义的状态变量。本设计采用状态机来进行顶层＜ｅｌｓｅｉｆｔｉｍｅｏｕｔ２＝ ’ ｌ ’ ｔｈｅｎ文件的设计，状态机的说明语句如下：ｔｙｐｅｓｔａｔｅｉｓ（ＳＯ，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，ｓ５）：ｉｆｔｍｐ３＝１４ｔｈｅｎｔｉｍｅｏｕｔ３＜＝ ’ ｌ，：ｔｉｍｅｏｕｔ

基于有限状态机和HDL的交通灯控制器设计

Ｋｅｗｏｄｓｆｎｉｅｓａｅｍａｈｎｅｈｒｙｒ：ｉｔｔｔｃｉ；ａｄｗａｅｄｓｒｐｉｎｌｎｇｇｅ；ｔａｆｃｌｇｏｒｌｅｒｅｃｉｔｏａｕａｒｆｉｉｈｔｃｎｔｏｌｒ
Ｏ引言
交通灯控制器的设计是多门课程的典型案例，
系统划分为有限的状态，给出状态的转换及其转并换的条件。有限状态机是设计时序电路和数字系统中的控制模块的有力工具。学习数字系统的设计必
须懂得利用ＦＭ。硬件描述语言（ｒｗａｅＤ — ＳＨａｄｒｅｓｒｔｎＬｎｕｇ，Ｌ）ＥＡ技术发展的结ｃｉｉａｇａｅＨＤ是Ｄｐｏ
ｆ
Ａ方向
Ｂ向方
可以用ＰＣ、Ｌ单片机、字电路和可编程器件（ｒ— 数Ｐｏ
ｇａｒｍｍａｌＬｇｃＤｖｃ，Ｌ）设计。有限状态ｂｅｏｉｅｉＰＤ来ｅ机（ｉｉｔｔａｈｎ，Ｓ）数字电路或数字ＦｎｔＳａｅＭｃｉｅＦＭ把ｅ
ＥＤＡ》课程时，对交通灯控制器的设计进行了研究，
给出了多种不同设计，到一些有益的启示。得
亮的时间以倒计时的形式显示出来。Ａ方向灯亮的
时间分另为Ｒ — ５ＳＧ１４ｓＹ１５，１１ＳＢ Ⅱ １５， — ０，：ＳＬ — ５；
与ＦＧ实现。文中讨论和比较了交通灯控制器的几种不同设计，到了有益的启示。ＰＡ得关键词：限状态机；件描述语言；有硬交通灯控制器