电子技术基础课程设计--交通灯控制器设计

1、 华中科技大学电子技术基础课程设计 交通灯控制器设计全套设计加扣 3346389411或3012250582 院 系： 自动化学院 专 业： 自动化 班 级： 1104班 姓 名： 学 号： U201113607 指导教师： 设计内容及要求（题目）任务1：交通灯控制器的设计设计内容与要求 设计一个十字路口交通信号灯的控制电路。要求红、绿灯按一定的规律亮和灭，并在亮灯期间进行倒计时，且将运行时间用数码管显示出来。 绿灯亮时，为该车道允许通行信号，红灯亮时，为该车道禁止通行信号。要求主干道每次通行时间为Tx秒，支干道每次通行时间为Ty秒。每次变换运行车道前绿灯闪烁，持续时间为5秒。即车道要由X转换为Y时，X在通行时间只剩下5秒钟时，绿灯闪烁显示，Y仍为红灯。 可以对X，Y车道上交通灯运行的时间进行重新设置， 20Tx99 ,10Ty39 对器件进行在系统编程和实验验证。 写出设计性实验报告，并打印各层次的源文件和仿真波形，然后作简要说明。交通灯设计过程 设计过程分了两个阶段，初期构想和真正的计划实施。初期设计根据题目的意思看得出是题意基本意思是在干路和支路各有一红灯和绿灯，绿灯计时的最后五

2、秒有闪烁，可以简略将系统的状态结构图做出来如下（未加附加功能）： 可以看出其中有四个状态： 1:主干道绿灯常亮(Tx-5)，支干道红灯常亮(Ty)。 2.主干道绿灯闪亮(5S)，支干道红灯常亮。 3:主干道红灯常亮(Ty)，支干道绿灯常亮(Tx-5)。 4:主干道红灯常亮，支干道绿灯闪亮（5S）。 红灯亮时间=绿灯亮时间+绿灯闪时间（5S） 开始主干道绿灯闪亮(5S)，支干道红灯常亮。主干道绿灯常亮(Tx-5)，支干道红灯常亮(Ty)。 主干道红灯常亮，支干道绿灯闪亮（5S）。主干道红灯常亮(Ty)，支干道绿灯常亮(Tx-5)。主支路转换状态可以看得出其实四个状态可以简化，在后期实施的时候为了简化故将四个状态转换成了两个状态，即为干路和支路的两个不同的状态修改后的状态结构框图如下（未加附加功能）：State1:干路绿灯开始常亮，支路红灯开始常亮，等到了干路计时还剩下五秒的时候，干路绿灯交替闪亮，支路红灯不变。State2: 2.干路转换为红灯常亮，支路变为为绿灯常亮，等到了支路计时还剩下五秒的时候，支路绿灯交替闪亮，干路红灯不变。 开始主支路转换状态 S0 S1在分析系统的组成结构，可

3、以知道系统大概有三个部分组成，其中不难得出，包括：1.显示部分： 分为指示灯显示和数码管显示（其中这两者应该是同步的，同一控制器，秒脉冲控制）。2.计数部分：计数器递减计数要求是以秒脉冲计数，当达到指定时间要有重置部分将时间重置，重新计数。3.控制部分:提供秒脉冲时钟信号，控制数码管和指示灯的变化以及设置时间等功能。三部分之间的关系可以表达为：显示部分 控制显示 控制数码管 递减计数 计数部分控制部分 秒脉冲输出（设置绿灯时间） 重置计数器 重新开始计数 控制时间达到预定值经上面分析，大致可以得到整个交通灯的结构框图：系统框图经过分析可知，该设计需要时钟信号，所以需要秒脉冲信号 1.信号发生器要显示亮灯时间需要 2.计数器 3.数码显示器对于主路和支路需要显示红绿灯，故需要 4.信号显示灯 5.状态译码器数码管显示交通指示灯 6.控制器等红灯常亮绿灯常亮 绿灯闪烁减法计数器状态译码器时间设置重置装置控制器分频器脉冲源信号 其中各部分功能如下：交通指示灯：显示主支路通行情况；数码管显示：显示通行剩余时间，从绿灯亮起开始计算，转换灯的颜色后重新计数；状态译码器：经控制器控制，输出交通指示灯

4、和数码管显示当前状态；控制器：控制状态译码器的输出状态和控制递减计数器的计数和重置；重置装置：接收控制器的命令，在相应的时段使递减计数器重置，重新从预设值递减；减法计数器：控制数码显示管的数值计时显示；分频器：将脉冲信号提供的源信号进行分频，得到秒脉冲信号；脉冲源信号：为整个电路提供初始脉冲源信号；设置时间: 由控制器输入设置，改变主支路上的绿灯的时间。源代码部分详解一主函数主模块 功能：程序设计的主体部分，其中包括各变量的初值设置，以及交通灯两种状态的控制和交通灯停止或继续计时的控制。输入： clk 50M的系统输入时钟信号 set_enable 设置允许信号，高电平时允许重新设置主干道和支干道时间 reset 复位信号，为低电平时主干道和支干道时间恢复为默认值set_xy 选择道路，高电平时设置主干道，低电平时设置支干道up_down 加减控制信号，高电平时为加，低电平时为减输出：pri_LED 主干道红绿灯信号，高电平表示红灯，低电平为绿灯sec_LED 支干道红绿灯信号，高电平表示红灯，低电平为绿灯dis_time 显示主干道和支干道剩余时间dis_txy 实时显示所设置的时间

5、 module liu(clk,set_enable,reset,set_xy,up_down,turn,pri_LED,sec_LED,left_LED1,left_LED2,dis_time,dis_txy); output13:0 dis_time,dis_txy; /变量设置声明output1:0 pri_LED,sec_LED;output left_LED1,left_LED2;input clk,up_down,reset,set_xy,set_enable,turn;reg7:0 time_left;wire7:0 tx,ty,time_left_hl,tx_hl,ty_hl,txy1;wire13:0 dis_time,dis_txy;reg1:0 pri_LED,sec_LED;reg left_LED1,left_LED2;wire clk1;reg 1:0state;initialbegin pri_LED=2b00; /部分初值初始化 sec_LED=2b00; left_LED1=1b0; left_LED2=1b0; state=1b0; time_lef

6、t=8b00101000; enddivide U1(clk1,clk); /分频函数，得到秒脉冲set_time U2(clk1,set_enable,reset,set_xy,up_down,tx,ty); /时间设置函数，重新设置绿灯时间assign time_left_hl7:4=time_left/10; /定义变量的变化方式assign time_left_hl3:0=time_left%10;assign tx_hl7:4=tx/10;assign tx_hl3:0=tx%10;assign ty_hl7:4=ty/10;assign ty_hl3:0=ty%10;assign txy1=set_xy?tx_hl:ty_hl;display U3(dis_time6:0,time_left_hl3:0); /调用显示函数将计数值显示在数码管上display U4(dis_time13:7,time_left_hl7:4);display U5(dis_txy6:0,txy13:0);display U6(dis_txy13:7,txy17:4);always (posedge clk1) /脉冲信号高电平开始执行if(turn=1) /暂停模式 begin time_left=time_left;end else if(turn=0) /正常运行模式 begin time_left=time_left-1; /不断递减计数 case(state) 1b0: /

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