eda課程設(shè)計(jì)報(bào)告--交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

上傳人：奔*** IP屬地：河北更新時(shí)間：2024-03-01 格式：doc 頁(yè)數(shù)：15 大小：363.00KB 人氣指數(shù)：12 舉報(bào) 版權(quán)申訴

2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題（含答案詳解+作文范文）_第1頁(yè)

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文檔簡(jiǎn)介

1、　　EDA課程設(shè)計(jì)報(bào)告　　課程名稱(chēng)：電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 　　任課教師： 　　設(shè)計(jì)題目：交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 　　班級(jí)： </p&

2、gt;　　姓名： 　　學(xué)號(hào)： 　　日期： 2013-11-30 　　目錄　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求---------------

3、----------------------------------------1　　設(shè)計(jì)原理　　1、設(shè)計(jì)目的---------------------------------------------------------2　　2、設(shè)計(jì)說(shuō)明-----------------

4、----------------------------------------2　　3、引腳設(shè)置---------------------------------------------------------7　　RTL及仿真波形圖-----------------------------------------------------8</p

5、>　　硬件測(cè)試及說(shuō)明-------------------------------------------------------9　　實(shí)驗(yàn)總結(jié)及心得-------------------------------------------------------9　　參考文獻(xiàn)---------------------------

6、-----------------------------------9　　七、附錄（全部程序）-----------------------------------------------------9　　一、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求：　　設(shè)計(jì)任務(wù)：模擬十字路口交通信號(hào)燈的工作過(guò)程，利用實(shí)驗(yàn)板上的兩組紅、黃、綠LED作為

7、交通信號(hào)燈，設(shè)計(jì)一個(gè)交通信號(hào)燈控制器。要求：　　交通燈從綠變紅時(shí)，有5秒黃燈亮的間隔時(shí)間；　　交通燈紅變綠是直接進(jìn)行的，沒(méi)有間隔時(shí)間；　　主干道上的綠燈時(shí)間為45秒，支干道的綠燈時(shí)間為25秒；　　在任意時(shí)間，顯示每個(gè)狀態(tài)到該狀態(tài)結(jié)束所需的時(shí)間。&l

8、t;p>　　支干道　　主干道　　圖1 路口交通管理示意圖　　表1 交通信號(hào)燈的4種狀態(tài)　　設(shè)計(jì)要求：　　1、用

9、8段數(shù)碼管分別顯示兩個(gè)干道的交通計(jì)時(shí)。　　2、能夠正常實(shí)現(xiàn)紅、黃、綠燈的切換　　二、設(shè)計(jì)原理 　　1、設(shè)計(jì)目的：　　學(xué)習(xí)DEA開(kāi)發(fā)軟件和QuartusII的使用方法，熟悉可編程邏輯器件的使用。通過(guò)制作來(lái)了解交通燈控制系統(tǒng)

10、，交通燈控制系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)城市十字交叉路口紅綠燈的控制　　2、設(shè)計(jì)說(shuō)明　?。?）第一模塊：clk時(shí)鐘的分頻　　在紅綠燈交通信號(hào)系統(tǒng)中，大多數(shù)情況是通過(guò)自動(dòng)控制的方式指揮交通的。因此為了避免意外事件的發(fā)生，電路必須給一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘（clock）才能讓系統(tǒng)正常運(yùn)作。而且在EDA試

11、驗(yàn)箱中，最低只有2HZ的脈沖，即時(shí)鐘0.5秒變一次。　　模塊說(shuō)明：　　系統(tǒng)輸入信號(hào)：clk: 由外接信號(hào)發(fā)生器提供2HZ的時(shí)鐘信號(hào)；　　系統(tǒng)輸出信號(hào)：cp：產(chǎn)生每秒一個(gè)脈沖的信號(hào)；　　程序：PROCESS(clk)is</p&

12、gt;　　begin　　if clk'event and clk='1'then　　cp<=not cp;　　end if;　　end proc

13、ess;　?。?）第二模塊：計(jì)數(shù)秒數(shù)選擇電路　　計(jì)數(shù)電路最主要的功能就是計(jì)數(shù)觀(guān)察此時(shí)的電路應(yīng)該處在哪個(gè)狀態(tài)　　模塊說(shuō)明：　　系統(tǒng)輸入：cp: 接收由clk電路的提供的1HZ的時(shí)鐘脈沖信號(hào)；

14、　系統(tǒng)輸出信號(hào)： timer:計(jì)數(shù)器，用來(lái)計(jì)算此時(shí)紅綠燈的狀態(tài)。　　程序：　　PROCESS(cp)　　BEGIN　　IF cp'EVENT AND cp='1' THEN

15、　　IF timer < 80 THEN 　　timer<=timer+1;　　ELSE timer <=0; 　　END IF;　　END IF; <

16、;/b>　　END PROCESS;　?。?）第三模塊：紅綠燈狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路　　利用構(gòu)造體中聲明的狀態(tài)機(jī)來(lái)根據(jù)時(shí)鐘cp改變狀態(tài)。　　模塊說(shuō)明：　　系統(tǒng)輸入信號(hào)：cp: 接收由clk電路的提

17、供的1hz的時(shí)鐘脈沖信號(hào)；　　程序：　　REG:process(cp)　　BEGIN　　IF cp'EVENT and cp='1' THEN

18、　　current_state<=next_state;　　END IF;　　END process;　　COM:process( current_state) ---states transformation<p&g

19、t;　　begin　　case current_state is　　when s0=>　　if timer=44 then next_state<=s1;　　else next_s

20、tate<=s0;　　end if;　　when s1=>　　if timer=49 then next_state<=s2;　　else next_state<=s1;

21、　　end if;　　when s2=>　　if timer=74 then next_state<=s3;　　else next_state<=s2;

22、　　end if;　　when s3=>　　if timer=79 then next_state<=s0;　　else next_state<=s3;<

23、;b>　　end if;　　when others=>next_state<=s0;　　end case;　?。?）第四模塊：狀態(tài)的轉(zhuǎn)化　　在本模塊中，定義了四個(gè)狀態(tài)：S0.S1.S2.S3。紅綠

24、燈定義為六位的std_logic_vector(5 downto 0 ) 　　模塊說(shuō)明：　　用comb_out聲明四種狀態(tài)對(duì)應(yīng)的燈的取值。　　程序：　　process(cp)

25、　　begin　　if cp'EVENT and cp='1' THEN　　case current_state is　　when s0=>comb_out<="001100";

26、　　when s1=>comb_out<="010100";　　when s2=>comb_out<="100001";　　when s3=>comb_out<="100010";　　when o

27、thers=>null;　　end case;　　end if;　　end process;　　第五模塊：表征數(shù)碼管主、支干道的十、個(gè)位信號(hào)的取值。

28、　　在本模塊中，應(yīng)用到了四個(gè)聲明的信號(hào)：tp，tq，tl，th；　　tp：表征支干道個(gè)位的信號(hào)；　　tq：表征支干道十位的信號(hào)；　　th：表征主干道十位的信號(hào)；　　tl：表征主干道個(gè)位的信號(hào)；　　模塊說(shuō)明：通過(guò)計(jì)數(shù)器timer的計(jì)

29、數(shù)值來(lái)確定數(shù)碼管倒計(jì)時(shí)的時(shí)間值。　　程序：　　PROCESS (timer)　　BEGIN 　　IF timer>=71 THEN th<=0;tl<=80-timer;-

30、--SHIWEI SHI 0　　ELSIF timer>=61 THEN th<=1;tl<=70-timer;---SHIWEI SHI 1　　ELSIF timer>=51 THEN th<=2;tl<=60-timer;---SHIWEI SHI 2　　ELSIF ti

31、mer>=45 then th<=0;tl<=50-timer;--zhu huang liang de shijian　　ELSIF timer>=41 then th<=0;tl<=50-timer;---zhu lv liang　　ELSIF timer>=31 then th<=1;tl<=4

32、0-timer;　　elsif timer>=21 then th<=2;tl<=30-timer;　　elsif timer>=11 then th<=3;tl<=20-timer;　　elsif timer>=1 then th<=4;tl<=10-ti

33、mer;　　else th<=5;tl<=0;　　END IF;　　END PROCESS;　　PROCESS(timer)　　BEGIN &

34、lt;/p>　　IF timer>=75 then tq<=0;tp<=80-timer;--zhilu huangdeng　　elsif timer>=71 then tq<=0;tp<=80-timer;--zhulu lvdeng　　elsif timer>=6

35、1 then tq<=1;tp<=70-timer;　　elsif timer>=51 then tq<=2;tp<=60-timer;　　elsif timer>=41 then tq<=0;tp<=50-timer;　　elsif timer>

36、=31 then tq<=1;tp<=40-timer;　　elsif timer>=21 then tq<=2;tp<=30-timer;　　elsif timer>=11 then tq<=3;tp<=20-timer;　　elsif timer&g

37、t;=1 then tq<=4;tp<=10-timer;　　else tq<=5;tp<=0;　　end if;　　end process;　　第六模塊：數(shù)碼管的顯示<p

38、>　　在本模塊中，應(yīng)用到四個(gè)輸出端口led7s1，led7s2，led7s3，led7s4，其形式為std_logic_vector(6 downto 0);　　led7s1：與上一模塊th信號(hào)對(duì)應(yīng)，表征數(shù)碼管主干道十位的顯示;　　led7s2:與上一模塊tl信號(hào)對(duì)應(yīng)，表征數(shù)碼管主干道個(gè)位的顯示;　　led

39、7s3:與上一模塊tq信號(hào)對(duì)應(yīng)，表征數(shù)碼管支干道十位的顯示;　　led7s4:與上一模塊tp信號(hào)對(duì)應(yīng)，表征數(shù)碼管支干道個(gè)位的顯示;　　模塊說(shuō)明：通過(guò)表征信號(hào)來(lái)控制數(shù)碼管的輸出信號(hào)。　　程序：　　PROCESS (th)</p&g

40、t;　　begin　　case th is --S1 ZHU SHIWEI　　when 0=>led7s1<="1111011";--0　　when 1=>led7s1<="1100000&quo

41、t;;--1　　when 2=>led7s1<="1011101";--2　　when 3=>led7s1<="1110101";--3　　when 4=>led7s1<="1100110";--4

42、　　when 5=>led7s1<="0110111";--5　　when others=>null;　　end case;　　end process;　　process(t

43、l)　　begin　　case tl is --S2 ZHU GEWEI　　when 0=>led7s2<="1111011";--0　　when 1=>led7s2<="1

44、100000";--1　　when 2=>led7s2<="1011101";--2　　when 3=>led7s2<="1110101";--3　　when 4=>led7s2<="1100110";--4

45、　　when 5=>led7s2<="0110111";--5　　when 6=>led7s2<="0111111";--6　　when 7=>led7s2<="1100001";--7<

46、p>　　when 8=>led7s2<="1111111";--8　　when 9=>led7s2<="1110111";--9　　when others=>null;　　end case;</

47、p>　　end process;　　process (tq)　　begin　　case tq is　　when 0=>led7s3<="1111011";--0</p&

48、gt;　　when 1=>led7s3<="1100000";--1　　when 2=>led7s3<="1011101";--2 　　when 3=>led7s3<="1110101";--3<p&

49、gt;　　when 4=>led7s3<="1100110";--4　　when 5=>led7s3<="0110111";--5　　when others=>null;　　end case;</p&

50、gt;　　end process; 　　process(tp)　　begin　　case tp is　　when 0=>led7s4<="1111011";--0

51、;　　when 1=>led7s4<="1100000";--1　　when 2=>led7s4<="1011101";--2　　when 3=>led7s4<="1110101";--3　　wh

52、en 4=>led7s4<="1100110";--4　　when 5=>led7s4<="0110111";--5　　when 6=>led7s4<="0111111";--6　　when 7=>led7s4&

53、lt;="1100001";--7　　when 8=>led7s4<="1111111";--8　　when 9=>led7s4<="1110111";--9　　when others=>null;&

54、lt;p>　　end case;　　end process;　　3．引腳設(shè)置　　選擇的器件為EPM570T144C5芯片，引腳鎖定方法如下圖所示。將未使用的管腳設(shè)置為三態(tài)輸入（一定要設(shè)置，否則可能會(huì)損壞芯片）。

55、　　上圖為三態(tài)輸出設(shè)置　　上圖為引腳設(shè)置　　三、電路圖RTL和仿真圖　　上圖為仿真圖。　　上圖為RTL

56、;　　四、硬件測(cè)試及說(shuō)明　　用實(shí)驗(yàn)板上的6個(gè)LED作為交通信號(hào)燈，設(shè)計(jì)一個(gè)交通信號(hào)燈控制器。　　交通燈從綠變紅時(shí)，有5秒黃燈亮的間隔時(shí)間；　　交通燈紅變綠是直接進(jìn)行的，沒(méi)有間隔時(shí)間；　　主干道

57、紅燈時(shí)間為30秒，綠燈時(shí)間為45秒，黃燈時(shí)間為5秒。　　支干道紅燈時(shí)間為50秒，綠燈時(shí)間為25秒，黃燈時(shí)間為5秒。　　五、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我進(jìn)一步加深了對(duì)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化的了解。并進(jìn)一步熟練了對(duì)QuartusII軟件的操作。在編寫(xiě)程序的過(guò)程中，遇到了很多問(wèn)題，

58、使我發(fā)現(xiàn)自己以前學(xué)習(xí)上存在的不足。通過(guò)與同學(xué)探討和請(qǐng)教老師，終于把問(wèn)題都解決了，并加深了對(duì)交通燈原理和設(shè)計(jì)思路的了解。同時(shí)也掌握了做課程設(shè)計(jì)的一般流程，為以后的設(shè)計(jì)積累了一定的經(jīng)驗(yàn)。做課程設(shè)計(jì)時(shí)，先查閱相關(guān)知識(shí)，把原理吃透，確定一個(gè)大的設(shè)計(jì)方向，在按照這個(gè)方向分模塊的把要實(shí)現(xiàn)的功能用流程圖的形式展示。最后參照每個(gè)模塊把輸入和輸出引腳設(shè)定，運(yùn)用我們所學(xué)的VHDL語(yǔ)言進(jìn)行編程?？傊?，通過(guò)這次的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步了解了EDA技術(shù)，收獲很大，對(duì)軟件編

59、程、排錯(cuò)調(diào)試、相關(guān)儀器設(shè)備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高。　　六、參考文獻(xiàn)　　EDA技術(shù)與實(shí)用教程科學(xué)出版社　　FPGA EP1C3T144資料合肥學(xué)院實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) &l

60、t;p>　　七：附錄（原程序）　　程序清單　　LIBRARY IEEE;　　USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;　　USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED

61、.ALL;　　ENTITY traffic IS 　　PORT (clk:in std_logic;　　led7s1:out std_logic_vector(6 downto 0);--zhu shiwei　　led7s2:out std_logic_vector(6

62、downto 0);--zhu gewei　　led7s3:out std_logic_vector(6 downto 0);--zhi shiwei　　led7s4:out std_logic_vector(6 downto 0);--zhi gewei　　comb_out:out std_logic_vect

63、or(5 downto 0));　　END ENTITY;　　ARCHITECTURE one OF traffic IS　　TYPE dm IS (s0,s1,s2,s3);　　SIGNAL current_state:dm:=s0;<p&

64、gt;　　signal next_state:dm;　　--SIGNAL clk1 : STD_LOGIC;　　SIGNAL tl :integer range 0 to 9;--shu ma guan　　SIGNAL th:integer range 0 to 5;

65、　　SIGNAL tp :integer range 0 to 9;　　SIGNAL tq:integer range 0 to 5;　　SIGNAL timer :integer range 0 to 79:=0;　　signal cp:std_logic;&l

66、t;b>　　BEGIN　　PROCESS(clk)is　　begin　　if clk'event and clk='1'then　　cp<=not cp;

67、　　end if;　　end process;　　PROCESS(cp)　　BEGIN　　IF cp'EVENT AND cp='1' THEN</

68、p>　　IF timer < 80 THEN 　　timer<=timer+1;　　ELSE timer <=0; 　　END IF;　　END IF; </b&g

69、t;　　END PROCESS;　　REG:process(cp)　　BEGIN　　IF cp'EVENT and cp='1' THEN 　　current_st

70、ate<=next_state;　　END IF;　　END process; 　　COM:process( current_state) ---states transformation　　begin&l

71、t;/b>　　case current_state is　　when s0=>　　if timer=44 then next_state<=s1;　　else next_state<=s0;</p&g

72、t;　　end if;　　when s1=>　　if timer=49 then next_state<=s2;　　else next_state<=s1;

73、;　　end if;　　when s2=>　　if timer=74 then next_state<=s3;　　else next_state<=s2;

74、end if;　　when s3=>　　if timer=79 then next_state<=s0;　　else next_state<=s3;　　end if;</

75、b>　　when others=>next_state<=s0;　　end case;　　end process;　　process(cp)　　begin&

76、lt;/b>　　if cp'EVENT and cp='1' THEN　　case current_state is　　when s0=>comb_out<="001100";　　when s1=>co

77、mb_out<="010100";　　when s2=>comb_out<="100001";　　when s3=>comb_out<="100010";　　when others=>null;

78、　　end case;　　end if;　　end process;　　PROCESS (timer)　　BEGIN

79、　　IF timer>=71 THEN th<=0;tl<=80-timer;---SHIWEI SHI 0　　ELSIF timer>=61 THEN th<=1;tl<=70-timer;---SHIWEI SHI 1　　ELSIF timer>=51 THEN th<=2;

80、tl<=60-timer;---SHIWEI SHI 2　　ELSIF timer>=45 then th<=0;tl<=50-timer;--zhu huang liang de shijian　　ELSIF timer>=41 then th<=0;tl<=50-timer;---zhu lv liang&l

81、t;/p>　　ELSIF timer>=31 then th<=1;tl<=40-timer;　　elsif timer>=21 then th<=2;tl<=30-timer;　　elsif timer>=11 then th<=3;tl<=20-timer;</p

82、>　　elsif timer>=1 then th<=4;tl<=10-timer;　　else th<=5;tl<=0;　　END IF;　　END PROCESS;　　P

83、ROCESS(timer)　　BEGIN 　　IF timer>=75 then tq<=0;tp<=80-timer;--zhilu huangdeng　　elsif timer>=71 then tq<=0;tp<=80-

84、timer;--zhulu lvdeng　　elsif timer>=61 then tq<=1;tp<=70-timer;　　elsif timer>=51 then tq<=2;tp<=60-timer;　　elsif timer>=41 then tq&

85、lt;=0;tp<=50-timer;　　elsif timer>=31 then tq<=1;tp<=40-timer;　　elsif timer>=21 then tq<=2;tp<=30-timer;　　elsif timer>=11 then t

86、q<=3;tp<=20-timer;　　elsif timer>=1 then tq<=4;tp<=10-timer;　　else tq<=5;tp<=0;　　end if;　　e

87、nd process;　　PROCESS (th)　　begin　　case th is --S1 ZHU SHIWEI　　when 0=>led7s1<="1111011";--0</p&g

88、t;　　when 1=>led7s1<="1100000";--1　　when 2=>led7s1<="1011101";--2　　when 3=>led7s1<="1110101";--3　　w

89、hen 4=>led7s1<="1100110";--4　　when 5=>led7s1<="0110111";--5　　when others=>null;　　end case;&

90、lt;p>　　end process;　　process(tl)　　begin　　case tl is --S2 ZHU GEWEI　　when 0=>led7s2<="1111011";-

91、-0　　when 1=>led7s2<="1100000";--1　　when 2=>led7s2<="1011101";--2　　when 3=>led7s2<="1110101";--3&l

92、t;p>　　when 4=>led7s2<="1100110";--4　　when 5=>led7s2<="0110111";--5　　when 6=>led7s2<="0111111";--6　　when 7=

93、>led7s2<="1100001";--7　　when 8=>led7s2<="1111111";--8　　when 9=>led7s2<="1110111";--9　　when others=>null;&l

94、t;/p>　　end case;　　end process;　　process (tq)　　begin　　case tq is

95、　　when 0=>led7s3<="1111011";--0　　when 1=>led7s3<="1100000";--1　　when 2=>led7s3<="1011101";--2 　　when 3=&g

96、t;led7s3<="1110101";--3　　when 4=>led7s3<="1100110";--4　　when 5=>led7s3<="0110111";--5　　when others=>null;<

97、/p>　　end case;　　end process; 　　process(tp)　　begin　　case tp is

98、when 0=>led7s4<="1111011";--0　　when 1=>led7s4<="1100000";--1　　when 2=>led7s4<="1011101";--2　　when 3=>led7s

99、4<="1110101";--3　　when 4=>led7s4<="1100110";--4　　when 5=>led7s4<="0110111";--5　　when 6=>led7s4<="0111

100、111";--6　　when 7=>led7s4<="1100001";--7　　when 8=>led7s4<="1111111";--8　　when 9=>led7s4<="1110111";--9<

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