EDA课程设计:交通灯控制器实现与原理

"EDA课程设计涉及交通灯控制器的实现,主要目标是按照特定时序控制东西、南北两个方向的交通灯,并通过数码管显示倒计时。设计包括硬件和软件部分,采用VHDL进行描述,同时具备清零按键功能。"
在本次EDA课程设计中,交通灯控制器的设计任务主要包括以下几个方面:
1. **交通灯控制**:控制器需管理东西、南北两个方向的交通灯,每个方向有红、绿、黄三色灯,遵循安全交通规则运行。东西向的绿灯亮30秒,随后黄灯亮2秒,然后红灯亮20秒。南北向的绿灯亮28秒,黄灯亮2秒,红灯亮30秒。
2. **倒计时显示**:设计包含两组数码管,用于实时显示灯亮的剩余时间,提供清晰的时间信息,便于行人和车辆了解通行状态。
3. **紧急情况处理**:设计了一个on_off按键,一旦按下,所有交通灯转为红灯,计时暂停,再次按下则恢复正常工作模式。
在硬件设计上,主要考虑了以下几个关键点:
- **复位电路**:在开始计时前,复位键reset需置于低电位,启动时需将其切换至高电位。
- **紧急情况键**:on_off键用于紧急情况,首次按下使所有灯变红并停止计时,再次按下恢复原状。
- **数码管控制**:使用4个数码管显示时间,需要4条选择线choose4,以及4个七段数码管的控制信号showtime1到showtime4。
- **状态控制信号**:使用4位数组型信号state1和state2来控制东西、南北方向的4个交通灯,包括直行和转弯灯。
软件设计方面,采用了VHDL语言,采取自顶向下的设计方法。VHDL代码需要定义输入输出信号,如:
- **输入信号**:包括复位信号reset,紧急情况控制信号on_off,以及系统时钟信号clk。
- **输出信号**:包括数码管的选通和显示信号choose4和showtime1到showtime4,以及交通灯状态控制信号state1和state2。
通过这样的设计,可以实现一个功能完善的交通灯控制系统,能够满足实际道路的交通需求,并且具有良好的人机交互界面,确保紧急情况下的快速响应。同时,这个项目也提供了实践EDA技术和VHDL编程的机会,有助于提高学生的综合设计能力。
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