EDA课程设计_交通灯

普通交通灯系统设计

目 录

1 设计任务及要求..............................................................................................................................1

.............................................................................................................................................................1

2 设计原理.........................................................................................................................................1

2.1 设计思路...............................................................................................................................1

2.2 设计流程...............................................................................................................................2

2.2.1 系统的总体设计框图及外围交通灯示意图...........................................................2

3.2 计数器模块...........................................................................................................................4

3.2.1 计数器模块功能........................................................................................................4

3.2.2 计数器模块元件图....................................................................................................4

3.3 主控电路模块.......................................................................................................................5

3.3.1 主控电路模块功能....................................................................................................5

3.3.2 主控电路模块元件图................................................................................................5

3.4 分位模块...............................................................................................................................5

3.4.1 分位模块功能............................................................................................................5

3.4.2 分位模块元件图........................................................................................................5

3.5 译码电路模块.......................................................................................................................6

4.1 总程序...................................................................................................................................8

4.2 分频模块程序.......................................................................................................................9

4.3 计数器模块程序.................................................................................................................10

4.4 主控电路模块程序.............................................................................................................11

4.5 分位电路模块程序.............................................................................................................12

4.6 译码电路模块程序.............................................................................................................13

5 系统调试与性能分析....................................................................................................................15

5.1 综合引脚配置图.................................................................................................................15

5.2 硬件测试图.........................................................................................................................16

5.3 模块时序仿真图.................................................................................................................16

参考文献...........................................................................................................................................20

普通交通灯系统设计

1 设计任务及要求

用 FPGA 实现一个普通交通灯系统，根据设计要求分析普通交通灯系统的

基本原理，设计系统框图，设计完成后给出 FPGA 占用资源分析。普通交通灯

系统主要要求如下：

1、 道路足够宽，有双向六车道，车辆直行不允许车辆左拐，允许右拐

须另设左拐时间。针对上述通行规则，车辆控制灯有直行，左拐，右拐三个绿

灯指示灯，黄灯，以及一个红色指示灯，红色指示灯亮，表示禁止车辆通行，

一个方向灯亮的显示顺序为绿灯、黄灯、左拐灯、红灯，前三种等亮的时间等

2.1 设计思路

根据本次课程设计任务及要求，将整个设计分为以下五个模块来实现。分

别为：分频模块、计数器模块、主控电路模块、分位电路模块及译码电路模块。

2.2 设计流程

2.2.1 系统的总体设计框图及外围交通灯示意图

2.2.2 外围交通灯示意图

直

行

黄

灯

左

拐

行

灯

2.2.3 各模块设计原理

（1） 分频模块

该模块是对开发板上 50M 的时钟信号进行分频，使之频率达到 1Hz。这里

采用程序进行分频，即每收到一个该频率的脉冲都使之经过一个模为 25000000

的计数器，每计数一次取反一次，计数达到 25000000 时，计数器清零。

（3）主控电路模块

该模块将计数器模块输出的计数值进行处理，并通过编程控制每个时间段

各种颜色的灯的状态及数码管倒计时数值的输出，再将倒计时数值送往分为模

块，同时该模块的时钟频率应与计数器模块一致即同为 1Hz 的频率输入。

（4）分位模块

本模块通过编程将主控电路模块输出的倒计时数值进行十位与个位的分位，

再将所处理后的值作为译码模块的输入。

（5） 译码电路模块

本模块是将处理后的倒计时数值通过译码（即控制七段数码管的亮灭及组

合）在相对应的数码管上显示各倒计时数值。七段数码管原理图如下：

7