VHDL-2017:智能交通灯控制器设计

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"该课程设计是关于使用VHDL语言设计智能交通灯控制器,目标是让学生熟悉EDA工具,特别是Quartus II,以及掌握VHDL进行数字系统设计的方法。设计要求包括在没有人过马路时车行道保持绿灯,行人按下按钮后执行人车交替通行,具有可设置的通行时间和过渡时间。此外,系统还应具备白天模式和夜间模式,模式转换时间和时间节点可设定。在设计中,交通灯状态通过二进制表示,用数码管显示,同时需要撰写实验报告记录设计过程和结果。" 在这个VHDL-2017课程设计中,学生们需要构建一个交通灯控制系统,这个系统基于VHDL语言编写,以实现特定的交通规则。首先,当没有行人过马路时,车行道的绿灯将持续亮起,允许车辆通行。一旦行人按下过街按钮,系统将在30秒后切换至人行道通行15秒,接着车行道再次通行30秒。如果在此期间没有行人再次按下按钮,车行道将继续保持绿灯状态;若有行人按下按钮,将循环15秒人行道和30秒车行道的通行。在车行道绿灯到红灯的转换过程中,会有3秒的黄灯过渡时间。 设计中,通行时间和过渡时间均可设置,这需要在VHDL代码中实现参数化,以便根据需求调整。此外,系统需要有白天和夜间两种模式。在白天模式下,交通灯会自动切换,行人和车辆的通行时间为30秒和15秒。而在夜间模式,行人需按按钮才能触发人车交替,其余逻辑与非夜间模式相同。 交通灯的状态使用二进制表示,红、黄、绿分别对应二进制的4、2、1,每个交通灯方向的状态可以通过一个数码管显示。同时,人行道和车行道的信号灯状态以及计时器也需要用数码管来呈现。设计者还需要考虑如何在实验板上实现这些功能,并进行仿真和实验,收集波形图和实验照片作为实验报告的一部分。 设计报告应包括设计原理、系统架构分析、程序代码、仿真和实验结果的展示,以及对设计的总结或分析。报告还需要提供系统操作的说明,以展示学生对整个设计过程的理解和应用。通过这个设计项目,学生不仅能够深化对《可编程数字系统》课程内容的理解,还能提升实际的工程设计能力。