基于FPGA的交通控制灯逻辑电路的设计

实现路口交通灯系统控制的方法很多，可以用标准逻辑器件、可编程序控制器PLC、单片机等方案来实现。但是这些控制方法的功能修改及调试都需要硬件电路的支持，在一定程度上增加了设计难度。采用EDA技术，应用VHDL硬件电路描述语言实现交通灯系统控制器的设计，利用MAX+PLUSⅡ集成开发环境进行综合、仿真，并下载到CPLD可编程逻辑器件中，完成系统的控制作用。该灯控制逻辑可实现3种颜色灯的交替点亮、时间的倒计时，指挥车辆和行人安全通行。

设计任务： 设计一个十字路口的红、绿、黄三色信号交通灯控制电路。 设计要求： 1). 用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。主干道为东西向，有红、绿、黄三个灯；支干道为南北向，也有红、绿、黄三个灯。红灯亮禁止通行；绿灯亮允许通行；黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外。 2).由于主干道车辆较多而支干道车辆较少，所以主干道绿灯时间较长。当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯。而支干道允许通行亮绿灯时，主干道亮红灯，两者交替重复。主干道每次放行50秒，支干道每次放行30秒。 在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，需要亮5秒的黄灯作为过渡，以使行驶中的车辆有时间停靠到禁行线以外。 3). 能实现正常的、即时显示功能。用学习机上的四个七段数码管作为倒计时显示器。分别显示东西、南北方向的红灯、绿灯、黄灯时间。 4).能实现特殊状态的功能显示。设S为特殊状态的传感器信号，当Ｓ=1时，进入特殊状态。当Ｓ=0时，退出特殊状态。按S后，能实现特殊状态功能： （1）显示器闪烁； （2）计数器停止计数并保持在原来的数据； （3）东西、南北路口均显示红灯状态； （4）特殊状态结束后，能继续对时间进行计数。 5).能实现总体清零功能。按下R后，系统实现总清零，计数器由初始状态开始计数，对应状态的指示灯亮。 6）.利用MAXPLUSⅡ软件或Foundation软件，设计符合以上功能要求的交通灯控制器。用图形输入方法。控制器、计数器的功能用功能仿真的方法验证，可通过观察有关波形确认电路设计是否正确。通过编译，仿真和综合，并下载到相应芯片中实现，最后在学习机上验证设计课题的正确性。在学习机上验证结果。

基于vhdl交通控制灯的设计说明书.pdf

在本次数字逻辑电路课程设计实习中，自己所作的题目是《交通灯控制系统》。在两周的实习期间，通过《交通灯控制系统》这个题目，加深了自己对数字逻辑电路的理解。在设计当中，通过查阅诸多的资料，使自己时也掌握了几种常用数字电路芯片（74LS04 74LS161 74LS139 74LS00 74LS48）的工作原理及真值表，掌握了组合逻辑电路设计的基本步骤以及方法，学会用实事求是和科学的精神处理实际问题，初步培养了科学严谨的工作作风和态度。

基于各类数字芯片实现的交通信号灯系统，系统只有外部供电，在无人为控制的情况下 课实现自主运行，模拟实际十字路口交通信号灯。

我们的作业，交通控制灯参考程序及1602液晶板原理图

火龙果软件工程技术中心  1设计方案十字路口设计两组交通灯分别控制东西和南北两个方向的交通。如图1所示，当东西方向的红灯亮时，南北方向对应绿灯亮，过渡阶段黄灯亮，即东西方向红灯亮的时间等于南北方向绿灯和黄灯亮的时间之和。交通灯维持变亮的时间取决于键盘输入的控制键值。同理，当南北方向的红灯变亮时，东西方向的交通灯也遵循此逻辑。总体上由状态机实现控制，本设计中使用两个状态机分别控制东西和南北两个方向的交通。每个状态机中都设有4个状态，分别对应红灯亮、绿灯亮、黄灯亮和出现紧急状况时两个方向上的红灯同时变亮，停止倒计时的同时数码管上出现闪烁。路口的繁忙程度是不一样的，白天时的交通比较繁忙，因此，红绿灯

实现路口交通灯系统控制的方法很多，可以用标准逻辑器件、可编程序控制器PLC、单片机等方案来实现。但是这些控制方法的功能修改及调试都需要硬件电路的支持，在一定程度上增加了设计难度。采用EDA技术，应用VHDL硬件电路描述语言实现交通灯系统控制器的设计，利用MAX+PLUSⅡ集成开发环境进行综合、仿真，并下载到CPLD可编程逻辑器件中，完成系统的控制作用。该灯控制逻辑可实现3种颜色灯的交替点亮、时间的倒计时，指挥车辆和行人安全通行。

包括各块代码，设计图 十字路口设计两组交通灯分别控制东西和南北两个方向的交通。如图1所示，当东西方向的红灯亮时，南北方向对应绿灯亮，过渡阶段黄灯亮，即东西方向红灯亮的时间等于南北方向绿灯和黄灯亮的时间之和。交通灯维持变亮的时间取决于键盘输入的控制键值。