FPGA实战：智能交通信号灯控制器设计与拓展

本资源是一份关于FPGA课程设计的交通信号灯控制器的详细方案，旨在解决道路交通管理问题。随着社会和交通流量的增加，交通信号灯对于确保道路安全和提高效率至关重要。设计目标是在Basys2开发板上实现一个具有智能化功能的交通信号灯控制器，用于主干道和支道交叉口。 控制器的主要功能包括： 1. 基本运行模式：平时状态下，主干道显示绿灯，支道显示红灯，保证主干道优先通行。当支道有车辆要穿越主干道时，会切换信号灯为“主干道红灯，支道绿灯”，支道无车则恢复原状。 2. 时间控制：信号灯变换之间设有黄灯过渡阶段，持续时间为4秒。无论是从“主绿，支红”到“主黄，支红”还是从“主红，支黄”，主干道通行时间不得少于30秒。 3. 扩展功能：此设计还包含两个重要的功能拓展： - 交通事故应急：遇到交通事故，所有路口变为恒亮红灯，直到事故解除，恢复正常倒计时。 - 夜晚慢行：在深夜，所有路口变为闪烁黄灯，提示车辆减速慢行，以适应较低的车流量和人流量。 4. 硬件实现：使用开关代替支道是否有车的检测，LED作为交通信号灯的显示设备，确保视觉效果清晰。 3.1 设计步骤：设计过程包括了明确的逻辑流程，如： - 当支道无车，保持“主绿，支红”状态（S4）。 - 支道来车时，首先确认红灯已亮足30秒后，切换至“主黄，支红”（S3），4秒后变更为“主红，支绿”（S2）。 - 经过30秒后，变为“主红，支黄”（S1），再4秒后回到起始状态（S4）。 这份设计不仅是技术实践的体现，也是将理论知识应用到实际交通场景中的案例，有助于学习者理解和掌握FPGA开发技术在智能交通系统中的应用。通过这个项目，学生可以提升逻辑设计、实时控制和硬件编程的能力，同时加深对交通管理规则的理解。