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本课程设计主要在实验板上构造一个交通灯控制电路,能够控制十字路口的交通灯显示,用红黄绿三种灯型指示交通的程序设计。在课程设计中,系统开发平台为MAX+PLUS II,程序设计输入方法为VHDL的文本输入法设计,程序运行平台为Windows 98/2000/XP。在整个课程设计中运用了状态转移表、状态转移图、系统框图以及电路顶层图来确定程序设计思路,根据交通灯控制逻辑完成程序的设计。程序通过调试能够运行,仿真结果符合程序要实现的功能,下载到EDA实验箱初步实现了设计目标,并且经过适当完善后,可以应用到实际问题中。
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用 VHDL 语言设计交通灯控制电路
学生姓名: 指导老师:
摘 要 本课程设计主要在实验板上构造一个交通灯控制电路,能够控制十字路口的交
通灯显示,用红黄绿三种灯型指示交通的程序设计。在课程设计中,系统开发平台为
MAX+PLUS II,程序设计输入方法为 VHDL 的文本输入法设计,程序运行平台为
Windows 98/2000/XP。在整个课程设计中运用了状态转移表、状态转移图、系统框图
以及电路顶层图来确定程序设计思路,根据交通灯控制逻辑完成程序的设计。程序通
过调试能够运行,仿真结果符合程序要实现的功能,下载到 EDA 实验箱初步实现了设
计目标,并且经过适当完善后,可以应用到实际问题中。
关键词 交通灯控制电路;VHDL 的文本输入法;MAX+PLUS II
1 引 言
本课程设计主要解决在一个十字路口,通过对红、黄、绿三种灯的控制从而使四
个方向的车流有秩序的通行的程序设计。
1.1 课程设计的目的
学习 EDA 开发软件和 MAX+PLUS II 的使用方法,熟悉可编程逻辑器件的使用。通
过制作来了解交通灯控制系统,交通灯控制系统主要是实现城市十字交叉路口红绿灯的
控制。在现代化的大城市中, 十字交叉路口越来越多,在每个交叉路口都需要使用红绿灯进
行交通指挥和管理,红、黄、绿灯的转换要有一个准确的时间间隔和转换顺序,这就需要有
一个安全、自动的系统对红、黄、绿灯的转换进行管理, 本系统就是基于此目的而开发的。
1.2 课程设计的要求
分析电路的层次结构,并分析每级子系统的输入输出关系和各级子系统之间的连
接关系。运用 VHDL 文本输入法完成课题,理解程序的含义,设计过程中用功能仿真,
时序仿真和电路功能验证来检查设计是否满足要求。设计结果应与课题要求一致。独
立完成课程设计并按要求编写课程设计报告书。
1.3 设计平台
课 程设 计 使 用平 台 MAX+PLUS II 软件 ,MAX+PLUS II 的 全称 为 Multiple Array
Matrix and Programmable Logic User Systems。MAX+PLUS II 设计的输入有三种方式:
图形 输 入 、文 本 输入、 波 形输入
[2]
。本 课 程 设计 运 用的是 比 较普及 的 文本输 入
(VHDL)。
2 设计原理
2.1 EDA 技术
现代电子技术的核心是 EDA 技术。EDA 技术就是依靠功能强大的电子计算机,在
EDA 工具软件平台上,对以硬件描述语言 HDL(Hardware Description Language)为系统
逻辑描述手段完成的设计文件,自动的完成编译、化简、分割、综合、优化和仿真,
直至下载到可编程器件 CPLD/FPGA 或专用集成电路 ASIC 芯片中,实现既定的电子电
路设计功能。EDA 技术使得电子电路设计者的工作仅限于利用硬件描述语言和 EDA 软
件平台来完成对系统硬件功能的实现,极大地提高了设计效率,缩短了设计周期,节
省了设计成本
[3]
。
EDA 的设计流程包括设计准备、设计输入、设计处理、器件编程和设计完成 5 个
步骤,以及相应的功能仿真、时序仿真和器件测试 3 个设计验证过程
[3]
。
2.2 MAX+PLUS II
MAX+PLUS II 软件的设计流程主要包括设计输入、项目处理、项目校验和器件编程
四个部分。
MAX+PLUS II 课程设计使用平台 MAX+PLUS II 软件的设计输入工具,也可以是
各种工业标准的 EDA 设计输入工具。MAX+PLUS II 强大的集成功能允许信息在各种
应用程序间自由交流,设计者可以在一个工程内直接从某个设计文件转换到其他任何
设计文件,而不必理会设计文件是图形格式、文本格式还是波形格式。
MAX+PLUS II 软件的设计输入工具 MAX+PLUS II 软件本身提供了多种设计输入
方法,包括原理图输入、文本输入(AHDL、VHDL、VerilogHDL)、波形输入、符号
编辑和平面图编辑等
[1]
。
2.3 输入方法简介
[2]
本课程设计采用的是运用较为广泛的 VHDL 语言文本输入法。VHDL 的英文全名是
Very-High-Speed Intergrated Circuit Hardware Description Language,翻译成中文就是“超高
速集成电路硬件描述语言”。VHDL 语言的编程环境及开发软件是 MAX+PLUS II
[2]
。
一个完整的 VHDL 语言通常包含实体(Entity)、结构体 (Architecture)、配置
(Configuration)、包集合(Package)和库(Library)。前四部分是可分别编译的源设计单元。
实体用于描述所设计的系统的外部接口信号;结构体用于描述系统内部的结构和行为;
包集合存放各设计模块都能共享的数据类型、常数和子程序等;配置用于从库中选取
所需要的单元来组成系统设计的不同版本;库存放已经编译的实体、结构体、包集合
和配置。
本课程设计中运用了实体说明、进程语句、库、变量说明、
实体说明结构:ENTITY 实体名 IS
[类属参数说明];
[端口说明];
END 实体名;
PROCESS 语句的表达格式:[进程标号:]PROCESS[(敏感信号参数)] IS
[进程说明部分]
BEGIN
[顺序描述语句]
END PROCESS[进程标号];
库说明:LIBRARY 库名;
变量说明:VARIABLE 变量名:数据类型 约束条件:=表达式
2.4 系统功能介绍
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资源评论
- 木乔2013-06-22这个可惜下载了我不能用,有木有maxplus的哇
- 畔临英雄2014-03-24看懂了,但编译不了啊!还是我自己改的!
- qq4460654692013-07-05很有借鉴的价值,不错的分享。
- 你当我是浮夸吧啊2017-11-29真的是优秀
- cxjrain2012-08-01没有编译通过,但是可以看出整体思想,还是很不错的。
chenlu152002
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