基于VHDL的交通灯控制系统设计.doc

摘要:当今时代是一个自动化时代，智能设备有了很大的发展，交通灯控制等很多行业的设备都与计算机密切相关，自动化程度较高，因此，一个好的交通灯控制系统，将给人们的出行带来很多方便。

传统的交通灯控制系统主要用单片机或PLC实现，本文介绍的是一种基于EDA技术设计的交通灯控制系统。EDA技术的一个重要特征就是使用硬件描述语言(HDL)来完成系统的设计文件，应用VHDL语言设计的数字电路系统比较简单，所以得到设计者的广泛采用。本设计主要就交通信号灯的设计要符合实际生活，提出了基于VHDL语言的交通信号灯系统的硬件实现方法。

本系统采用Altera公司生产的FPGA为中心器件来设计交通灯控制器。交通灯控制系统工作时，红灯、黄灯、绿灯循环点亮，数码管以倒计时的方式显示红、黄、绿灯剩余的时间。本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。

关键词：交通灯，FPGA，VHDL，控制系统

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 交通信号和交通信号灯-1

1.2 交通信号灯的发展-1

1.3 研究目的-2

第二章 EDA技术的概述-3

2.1 EDA技术的发展史-3

2.2 EDA技术的应用特点-4

2.3 FPGA概述-4

2.3.1 FPGA简介及其优点-4

2.3.2 FPGA结构-4

第三章 VHDL语言和QuartusⅡ开发系统概述-6

3.1 VHDL及其优点-6

3.2 VHDL程序基本结构-6

3.3 QuartusⅡ的设计平台-7

3.3.1 软件开发环境-7

3.3.2 具体设计流程-7

第四章 交通灯控制系统设计-9

4.1 交通灯系统工作流程-9

4.2 数字时钟控制器设计-9

4.2.1 分频模块-9

4.2.3 调时、调分模块-13

4.2.4 数码扫描模块-14

4.2.5 译码显示模块-16

4.3  交通灯信号控制器的VHDL设计-17

4.3.1 时段控制模块-17

4.3.2 紧急情况控制模块-19

4.3.3 消抖信号模块-19

4.3.4 报警模块-20

4.3.5 信号灯控制模块-21

4.3.6 数据选择及位选译码模块-29

4.3.7 译码显示模块-31

4.3.8 结果分析-32

参考文献-33

致谢-34

附录：交通灯系统顶层电路图-35