基于小脚丫fpga开发板的交通灯设计

时间: 2023-07-13 10:02:10 浏览: 168
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基于FPGA的交通灯的设计

### 回答1: 基于小脚丫FPGA开发板的交通灯设计可以通过使用FPGA芯片的可编程性和并行处理能力来实现交通灯的各种功能和状态转换。 首先,我们可以将FPGA开发板中的IO口连接到交通灯的灯光控制部分。通过编程FPGA芯片,我们可以实现不同颜色灯光的控制和状态转换。例如,可以使用FPGA开发板的GPIO接口控制交通灯的红、黄、绿三种颜色的灯光。 其次,我们可以利用FPGA芯片的并行处理能力,通过同时处理多个输入和输出信号来实现交通灯的时序控制。例如,可以使用FPGA开发板的定时器模块来控制交通灯的时间间隔和状态转换。通过编程FPGA芯片,我们可以实现交通灯的定时控制和状态切换,并可以根据实际交通流量和需求进行灵活调整。 此外,FPGA开发板还可以用于其他与交通灯相关的功能设计。例如,可以使用FPGA芯片来识别交通流量,通过连接传感器和视频输入接口,实时采集和处理交通流量信息,并根据需求调整交通灯的控制策略。同时,还可以利用FPGA的可编程性,设计并实现智能交通系统,如车辆识别、自动控制等功能。 总之,基于小脚丫FPGA开发板的交通灯设计可以利用其可编程性和并行处理能力,实现交通灯的各种功能和状态转换,并可以扩展到其他与交通灯相关的智能交通系统设计中。 ### 回答2: 基于小脚丫FPGA开发板的交通灯设计是一种通过FPGA(可编程逻辑门阵列)实现的交通信号灯控制系统。这种设计可以模拟真实交通环境中的交通信号灯,并且具有高度可编程性和灵活性。 在这个设计中,首先需要使用FPGA开发板上的I/O接口连接LED灯,模拟交通信号灯的红、黄、绿三种状态。使用FPGA的开发软件,在开发板上进行编程,设置不同的状态和时间间隔,以模拟交通信号灯的工作逻辑。 通过编程,可以实现以下功能: 1. 设置交通信号灯的状态:红灯、黄灯和绿灯。每个状态可以通过不同颜色的LED灯显示。 2. 设置交通信号灯的时间间隔:红灯、黄灯和绿灯的时间可以根据实际需要进行调整。 3. 实现交通信号灯的循环:根据设置的时间间隔,交通信号灯可以按照规定的顺序进行循环切换。 此外,还可以实现其他功能,例如: 1. 增加行人过马路的信号:可以设置一个行人过马路的信号灯,通过另一个LED灯来表示行人的状态。 2. 添加传感器控制:可以使用FPGA开发板上的传感器接口,通过感应车辆或行人的存在,实现交通信号灯自动切换功能。 这种基于小脚丫FPGA开发板的交通灯设计,可以实现交通信号灯的模拟,具有高度可编程性,可以根据实际需要进行各种设置和调整,使得交通灯的控制更加灵活和智能化。同时,这种设计也有助于更好地理解和研究交通信号灯的工作原理和控制逻辑。
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1、设计要求基于小脚丫FPGA开发板设计带数码管显示倒计时的交通灯系统,要求: 1)一个道路绿灯持续时间25S,红灯持续时间10S,黄灯持续时间3S; 2)另一道路绿灯持续时间10S,红灯持续时间25S,黄灯持续时间3S; 3)第一位数码管和第二位数码管显示倒计时; 2、硬件连接FPGA的系统时钟来自于小脚丫FPGA开发板配置的25MHz时钟晶振,连接FPGA的C1引脚。 本设计除了时钟和复位键以外没有其他的输入,故只用到一个按键K6硬件设计如图1所示,按键连接到FPGA的B1引脚。 图1、复位键硬件设计 设计中需要两个RGB的led进行交通灯显示的呈现,每一个RGB的LED都有三个引脚需要跟小脚丫连接在一起。两个LED跟小脚丫FPGA开发板之间的连接关系如图2所示,对应的管脚如下。 图2、RGB_LED硬件连接 设计中需要使用数码管进行倒计时的显示,小脚丫通过74HC595来控驱动和控制数码管。74HC595跟小脚丫FPGA开发板之间的连接关系如图3所示,对应的管脚如下。 图3、数码管驱动74HC595硬件连接 3、工作原理和状态转换 1)使用计数器做分频处理,得到周期为1秒的脉冲信号clk_1h; 2)使用一个6bit的BCD码表示倒计时时间的值,其中高2bit表示值的十位,低4bit表示值的个位; 3)用以下四个状态分别表示交通灯不同的显示; S0: 大路绿灯亮,小路红灯亮,持续25S; S1: 大路黄灯(蓝灯)亮,小路红灯持续3S; S2: 大路红灯亮,小路绿灯亮,持续10S; S3: 大路红灯亮,效率黄灯(蓝灯)亮,持续3S; 得到状态转换图如下: 图4、交通灯状态转换图 4、代码设计为了实现所需要的功能,我们将整个设计在顶层划分为五个不同的模块,如图5所示。 图5、交通灯程序框图 4.1clock_division模块Clock_division模块主要实现数字时钟的模式控制,程序代码截图如下: 4.2 Curren_state模块 这部分代码的作用是将次态赋值给当前态,这是三段式的标志性模块。该模块程序代码截图如下: 4.3 Output&count模块这部分代码可以说是整个代码的核心部分,交通灯的显示在这部分完成。此外,这一部分还负责进行倒计时,这部分的代码将即使数字分为个位和十位进行分别倒计时。此举有利用后面对74HC595驱动数码管的代码进行调用。其序代码截图如下: 4.4 CubeDisplay模块这部分代码用于74HC595的控制,以使得数码管能够按照计划进行倒计时显示。这部分代码截图如下: 5、系统运行图6、系统运行 视频地址: 优酷视频(基于小脚丫FPGA的倒计时交通灯): https://v.youku.com/v_show/id_XMTU0NDI4NjQ1Mg==.html 6、资源报告资源数量比例说明 LUT4s24919% 寄存器1157% 存储器00% IO管脚11 时钟频率25MHz 7、知识点时钟计数分频 三段式程序段的编写 串行/并行转换 74HC595控制 9、相关文件文件名称功能 Traffic_Light交通灯状态转换和灯显示,以及顶层模块功能 DLED_4Bit倒计时显示模块

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