EDA交通灯控制系统设计与任务说明

本次实验是关于交通灯控制系统的EDA实践，旨在让学生理解并修改源代码，根据不同的班级任务实现特定的交通灯逻辑。实验涉及的主要知识点包括交通灯控制逻辑、系统设计、时序控制以及VHDL编程。 实验中，交通灯控制系统是一个简化版的设计，包括A和B两个方向的交通灯，以及特殊信号处理。系统的核心部分由四个子模块组成：cb.vhd（二分频）、ctrl.vhd（控制模块）、count.vhd（倒计时模块）和ltout.vhd（输出驱动模块）。此外，还有一个顶层模块jtd.vhd用于集成所有子模块。 1. **cb.vhd子模块**：这个模块负责时钟信号的二分频，将外部时钟源的频率减半，生成用于系统其他部分的时钟信号。 2. **ctrl.vhd子模块**：该模块是控制中心，接收时钟信号（clk）和特殊车辆信号（spe），并产生使能信号（en）。根据使能信号，系统可以在正常运行和应对特殊情况之间切换。内部包含一个状态机，定义了不同交通灯状态之间的转换规则。 3. **count.vhd子模块**：此模块执行倒计时功能，根据状态机的状态进行计数，并在特定条件下更新A和B方向的8种交通灯状态。计数结果用于决定各个灯的亮灭顺序。 4. **ltout.vhd子模块**：该模块处理实际的灯光输出，不仅控制实验箱上的LED，还连接到7段数码管显示倒计时时间。在特殊车辆通行时，ltout模块会使得所有红灯亮起，同时停止计时并闪烁。 对于电信1、2班的任务，需要在原有的交通灯控制基础上增加B方向的右转灯。这个右转灯将在A方向红灯或B方向绿灯亮时开启，其他情况下关闭。而电信3、4班的任务是恢复初始状态，即A方向只有直行、右转、左转和停车灯，B方向同理，然后再增加A方向的人行道绿灯，这个绿灯只在B方向绿灯和左转灯亮时亮起。 通过这个实验，学生不仅可以学习到交通灯控制系统的逻辑设计，还能掌握VHDL编程语言和FPGA硬件描述语言的应用，从而提高数字系统设计的能力。实验要求学生理解每个模块的功能，分析并修改代码以满足特定的交通规则，这对于理解和实践数字电子系统设计有着重要的实践意义。