交通燈實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、EDA與VHDL設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告交通燈控制器院系：信息科學(xué)與工程學(xué)院班級(jí)：信息0504班姓名：唐龍學(xué)號(hào)：09030504143輸入信號(hào)：復(fù)位開關(guān)信號(hào)reset；緊急情況控制信號(hào)on_off；外部時(shí)鐘信號(hào)clk。輸出信號(hào)：LED七段顯示數(shù)碼管的選通信號(hào)choose4(3downto0)LED七段顯示數(shù)碼管的輸出信號(hào)showtime1(6downto0)showntime2(6downto0)showtime3(6downto0)showtom

2、e4(6downto0)交通燈狀態(tài)控制信號(hào)state1(3downto0)state2(3downto0)。（2）在自頂向下的VHDL設(shè)計(jì)描述中，通常把整個(gè)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)劃分為幾個(gè)模塊，然后采用結(jié)構(gòu)描述方式對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行描述。根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)功能，來確定使用哪些模塊以及這些模塊之間的關(guān)系。由于緊急情況控制信號(hào)是采用按鍵的輸入方式，其產(chǎn)生時(shí)刻和持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短是隨機(jī)不定的，且存在因開關(guān)簧片反彈引起的電平抖動(dòng)現(xiàn)象，因此必須在每個(gè)開關(guān)后面安排一個(gè)

3、消抖和同步化電路模塊，以保證系統(tǒng)能捕捉到輸入脈沖，故需要有防抖動(dòng)的模塊。由于外部時(shí)鐘信號(hào)clk的頻率為1MHz，而實(shí)際需要的內(nèi)部計(jì)時(shí)時(shí)鐘頻率為1Hz，提供給消抖同步電路的頻率為50Hz（滿足按鍵）和提供給產(chǎn)生選通信號(hào)電路的時(shí)鐘頻率為200Hz（滿足視覺暫留效應(yīng)）。當(dāng)正常計(jì)時(shí)開始后，需要進(jìn)行定時(shí)計(jì)數(shù)操作，由于東西和南北兩個(gè)方向上的時(shí)間顯示器是由兩個(gè)LED七段顯示數(shù)碼管組成的，因此需要產(chǎn)生兩個(gè)2位的計(jì)時(shí)信息：2個(gè)十位信號(hào)，2個(gè)個(gè)位信號(hào)，這個(gè)

4、定時(shí)計(jì)數(shù)操作可以由一個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)器來完成，又因?yàn)榻煌舻臓顟B(tài)變化是在計(jì)時(shí)為0的情況下才能進(jìn)行的，因此需要一個(gè)計(jì)時(shí)電路來產(chǎn)生使能信號(hào)，因此定時(shí)計(jì)數(shù)的功能就是用來產(chǎn)生2個(gè)2位計(jì)時(shí)信息和使能信號(hào)。另外還需要將時(shí)間顯示出來，為了節(jié)省資源，我采用了循環(huán)點(diǎn)亮LED七段顯示數(shù)碼管的方法來顯示計(jì)時(shí)輸出。通過信號(hào)choose4(3downto0)來對(duì)4個(gè)LED七段顯示數(shù)碼管進(jìn)行選擇。由于不能使用7448自動(dòng)譯碼集成電路，故在LED七段顯示數(shù)碼管顯示時(shí)間時(shí)，

5、要把計(jì)時(shí)結(jié)果轉(zhuǎn)換為七段碼輸出到相應(yīng)的LED七段顯示數(shù)碼管上，因此還需要一個(gè)轉(zhuǎn)換電路。交通燈狀態(tài)控制也需要一個(gè)電路，當(dāng)有使能信號(hào)及無緊急情況下，交通燈狀態(tài)不發(fā)生變化，有緊急情況時(shí)，兩個(gè)方向上均為紅燈亮，緊急情況消除后，回到原來狀態(tài)，無使能信號(hào)時(shí)，交通燈狀態(tài)不變。通過上面的分析，不難得知可以把交通燈控制系統(tǒng)劃分為6個(gè)模塊：鍵輸入模塊，時(shí)鐘分頻模塊，計(jì)時(shí)模塊，選通模塊，顯示模塊，控制模塊。各個(gè)模塊之間的連接關(guān)系如下：resetshowtime