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基于FPGA 的verilog语言交通灯控制器的设计.doc
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基于FPGA 的verilog语言交通灯控制器的设计“ 摘要:现代城市在日常运行控制中,越来越多的使用红绿灯对交通进行指挥和管理。而一套完整的交通灯控制系统通常要实现自动控制和手动控制去实现其红绿灯的转换。基于FPGA 设计的交通灯控制系统电路简单、可靠性好。本设计利用Verilog HDL 语言、采用层次化混合输入方式,可控制4个路口的红、黄、绿、左转四盏信号灯,让其按特定的规律进行变化。在QUARTUSⅡ下对系统进行了综合与仿真。仿真结果表明系统可实现十字路口红绿灯及左转弯控制和倒计时显示,并能够自动控制交通灯转变。 关键词:FPGA ;交通灯自动控制; Verilog HDL; Quartus Ⅱ 1.交通信号控制器设计要求与思路 1.1设计要求 在交通灯系统中(图1),路口1、2、3、4均需要红、黄、绿、左转四盏灯(用RYGL分别表示) ,并且每个路口都需要一个倒数的计时器,假设绿灯每次维持的时间是40 s ,黄灯为5 s ,左转灯10s,红灯60s,黄灯亮时以一定的频率闪动。交通灯系统大多是自动控制来指挥交通的,但有时需要由交警手动控制红绿灯,所以要求设计的该交通信号系统需要
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CPLD 课程设计
基于 FPGA 的交通灯控制器的设计
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基于 FPGA 的交通灯控制器的设计
摘要:现代城市在日常运行控制中,越来越多的使用红绿灯对交通进行指挥和管理。而一套
完整的交通灯控制系统通常要实现自动控制和手动控制去实现其红绿灯的转换。基于 FPGA
设计的交通灯控制系统电路简单、可靠性好。本设计利用 Verilog HDL 语言、采用层次化混
合输入方式,可控制 4 个路口的红、黄、绿、左转四盏信号灯,让其按特定的规律进行变化。在
QUARTUSⅡ下对系统进行了综合与仿真。仿真结果表明系统可实现十字路口红绿灯及左转弯
控制和倒计时显示,并能够自动控制交通灯转变。
关键词:FPGA ;交通灯自动控制; Verilog HDL; Quartus Ⅱ
1.交通信号控制器设计要求与思路
1.1 设计要求
在交通灯系统中(图1),路口1、2、3、4均需要红、黄、绿、左转四盏灯(用RYGL
分别表示) ,并且每个路口都需要一个倒数的计时器,假设绿灯每次维持的时间是40
s ,黄灯为5 s ,左转灯10s,红灯60s,黄灯亮时以一定的频率闪动。交通灯系统大多
是自动控制来指挥交通的,但有时需要由交警手动控制红绿灯,所以要求设计的该
交通信号系统需要具有该功能。
图 1 交通灯系统示意图
1.2 设计思路
为了便于讨论,我们只讨论路口1(用A表示)和路口4(用B表示)。此交通灯
控制系统一共设计有5种工作模式。分别为:方式1 :A 向绿灯长亮,B 向红灯亮。
方式2 :A 向左转灯长亮,B 向红灯亮。方式3 :B 向绿灯长亮,A 向红灯亮。方式4 :B
向左转灯长亮,A 向红灯亮。方式5 :自动工作方式,两个方向的灯按照显示的顺序,
交替循环显示。系统设有总复位开关,可在任意时间内对系统进行复位。
利用M2M1M0对系统工作的状态进行控制(见表1)。A路口和B路口均需要
红黄绿加左转四盏灯。所以输出显示可以用8个LED灯代替。又因为最大显示时间
为60s,故用两个数码管即可承担显示一个倒数计时器的任务。
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由以上分析可知,系统的输入确定为CLK、RST、M2、M1、M0,输出确定
为8个LED灯和4个数码管。在这种情况下,设AB方向状态转换如表2。
图2 全部状态转移示意图
S1: M2=1,M1=X,M0=X A绿B红。
S2: M2=1,M1=X,M0=X A黄B红
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