课程设计,有图表,很清晰! 交通等的实际应用问题! 交通信号灯控制器 在十字路口东西南北各设置红、黄、绿三种信号灯,如图1所示。正常情况下,东西、南北方向轮流放行。当东西方向(A线)放行、南北方向(B线)禁行时,东西方向(A线)绿灯亮25秒,然后黄灯亮5秒,南北方向(B线)红灯亮30秒;当南北方向(B线)放行、东西方向(A线)禁行时,南北方向(B线)绿灯亮25秒,然后黄灯亮5秒,东西方向(A线)红灯亮30秒。如此循环,实现交通灯定时控制 该课程设计旨在构建一个模拟十字路口交通控制信号的电路,以解决实际的交通管理问题。设计的核心是一个红、绿、黄三色信号灯控制系统,它能够有效地管理交通流量,确保安全和流畅。在这个系统中,主干道(东西方向)和支干道(南北方向)的信号灯按照特定的时间顺序交替工作。 电路设计要求使用发光二极管作为信号灯,其中红灯表示禁止通行,绿灯表示允许通行,黄灯则作为过渡,在红绿灯切换时提供5秒的警告时间。根据交通需求,主干道的绿灯时间为50秒,支干道为30秒,这体现了对车流多寡的考虑。此外,系统还需要包含倒计时显示功能,使用DE2板上的四个七段数码管分别显示东西、南北方向的红、绿、黄灯剩余时间,并具备总清零功能,以便重新开始计时。 在实现这个设计时,需要用到电子器件,如计数器、逻辑门电路、触发器等,用于控制信号灯的状态变化。设计流程包括选择题目、分析需求、查找资料、设计电路图、输入原理图、编译和设置引脚、电路调试、下载验证以及撰写报告。在整个过程中,学生需参考《数字电子技术基础》、《Quartus软件入门》、《数字集成电路手册》等资料,以及网络上的设计思路和方案。 电路设计的核心是一个状态机,它由复位(reset)、时钟(clk)、状态变化(state)等信号控制。状态机有四个状态:东西绿灯,南北红灯;东西黄灯,南北红灯;东西红灯,南北绿灯;东西红灯,南北黄灯。每个状态都关联着计数器的减1(sub1, sub2)或置数(set1, set2)信号,以及对应的红、绿、黄灯控制输出(r1, g1, y1; r2, g2, y2)。同时,通过LED显示当前状态,以便驾驶员了解交通信号的变化。 该设计的实现不仅锻炼了学生的电路设计能力,也让他们理解了数字逻辑在解决实际问题中的应用,尤其是交通信号控制的自动化原理。通过这种方式,学生能够深入学习和掌握数字电子技术,为未来从事相关领域的研究或工作打下坚实基础。
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