VHDL驱动的十字路口信号灯控制系统设计详解

本篇设计报告详细阐述了使用VHDL语言开发的交通信号灯控制系统，由学生王务鹏在2011年进行课程设计。该系统针对具有主干道和支干道的十字路口，旨在解决日益增长的私人车辆对道路交通带来的挑战，通过人性化设计确保车辆有序通行。 系统的主要功能包括： 1. 红绿黄三色信号灯控制：红灯禁止通行，绿灯允许通行，黄灯作为转换信号，提供5秒过渡期。 2. 交替放行规则：主干道每次通行30秒，支干道20秒，以优化路口流量。 设计的基本原理依赖于十进制计数器74LS90，这是一种常用的数字逻辑集成电路，用于精确控制信号灯的亮灭时间和顺序。通过VHDL编程语言，实现了逻辑门电路的描述、定时器功能以及状态机的设计，使得信号灯控制逻辑能够按照预定的规则执行。 VHDL程序部分详细地设计了各个模块，如输入输出接口、计数器模块、状态机模块等，并进行了细致的编码实现。模型模拟器Modelsim被用来验证和调试设计，确保电路行为与预期相符。 报告结构清晰，包含章节如下： - 摘要：简要介绍了研究背景和目标，强调了设计的实际应用价值。 - 目录：列出报告的主要部分，便于读者查找关键信息。 - 主要功能及基本原理：深入解释了设计的核心功能和理论基础。 - 硬件模块设计：描述了实际电路的构成和工作方式。 - VHDL程序设计：详述了VHDL代码的编写和逻辑设计。 - Modelsim仿真：展示了仿真结果验证的过程。 - 结束语：总结了设计成果和对未来可能改进的思考。 - 附录：提供了测试文件代码和相关技术资料。 - 参考文献：列出了设计过程中参考的相关学术资源。 该报告不仅体现了学生的实践能力，也展示了VHDL在交通信号控制系统中的应用潜力，对于理解数字逻辑设计、VHDL编程以及实际工程项目管理具有重要参考价值。