基于FPGA的交通灯的设计.pdf

课程设计

一、设计任务要求

基于FPGA的交通灯控制器设计

1、总体要求：

实现十字路口的交通灯有序显示

2、具体要求：

按照开发板上的两组红、黄、绿做为南北双向指示灯

红灯亮60秒，绿灯亮55秒，黄灯亮5秒

要求采用状态机实现状态切换

3、附加要求：

采用两组两位数码管实现时间倒计时显示

二、设计思路

1、总体设计方案

由设计任务要求可知

输入部分有：

CLK时钟频率输入，可由实验板上直接提供，本设计选用1kHZ时钟频率。

输出部分有：

1)东西方向和南北方向各使用3个LED显示，红黄绿各代表红黄绿灯。

2)东西方向和南北方向计时均为2位数，共需要4个LED七段数码管显示。由于

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为共阴极控制，输出三个SEL0，SEL1，SEL2信号控制选择数码管显示，

A,B,C,D,E,F,G信号为输出显示的内容。

3）R1,G1,Y1;R2,G2,Y2信号分别为东西南北红绿灯的输出控制信号。

总体设计软件原理图如下所示

设计方案原理图：

图1

A对应13脚;B对应30脚;

C对应15脚;D对应31脚；

E对应33脚;F对应32脚;

G对应35脚;R1对应4脚；

R2对应5脚；Y1对应3脚；

交通灯设计2

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Y2对应10脚；G2对应8脚；

SEL0对应14脚;SEL１对应11脚;

SEL2对应12脚.CLK对应24脚;

交通灯系统结构图如下所示:

红黄绿红黄绿

控

LEDLED

制

东西方向交通灯南北方向交通灯

器

红黄绿红黄绿

输入时

钟CLK

图2

状态切换的状态图如下图：

东西方向

红红绿黄红红

60S55S5S60S

南北方向

绿黄红红绿黄

交通灯设计3

55S5S60S55S

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图3

２、模块设计及结果

在VHDL设计中，采用自顶向下的设计思路。

顶层模块中，根据硬件设计，设置如下端口：

外部时钟信号：Clk

东西方向状态灯控制信号：R1,G1,Y1；

南北方向状态灯控制信号：R2,G2,Y2；

（1）分频模块：由于外部时钟信