十字路口交通灯控制器设计.ppt

交通灯设计
摘要
本系统采用EDA实验箱设计交通灯控制器,模拟实现了红、绿、黄灯指挥交通的功能。它直接采用240C8芯片开发,用VHDL语言编程和QUARTUSⅡ 。交通灯控制器设计,系统的阐述了用240C8芯片实现数字电路的设计过程,展示了240C8芯片的强大功能和非凡特性。本交通灯控制器适用东西和南北方向的车流量大致相同的路口,同时用数码管指示当前状态(红、绿、黄、左拐灯)的剩余时间。另有一个紧急状态,当特殊情况发生时,两个方向都禁止通行,指示红灯,紧急状态解除后,重新计时并指示时间。
基本要求:
(1)东西方向(甲道)循环为绿灯 45s, 黄灯 5s,左拐灯 15s,黄灯 5s,红灯 40s,黄灯 5s
(2)南北方向(乙道)循环为红灯 65s,黄灯 5s,绿灯 20s,黄灯 5s,左拐灯 15s,黄灯 5s
(3)在数码管上倒计时间显示各道剩余时间;发挥部分:
(4)增加指示灯闪烁(绿灯最后 5s和黄灯显示时间)及特殊紧急情况的处理;
(5)增加根据不同方向车流量的大小调节各灯显示时间长度的功能;
实验要求
交通灯工作原理
根据交通灯控制器的功能与要求,将其总体电路分为状态控制信号灯显示,数码管倒计时显示模块。外部两路脉冲振荡器的频率选为1 kHz和1 Hz的信号,1khz信号用于显示模块的扫描,1 Hz信号用做倒计时模块的计数脉冲。
较易交通灯控制器的实现
为了让大家更易理解,我们先来看看十字路口简单控制器显示。右图为两交通灯的运行状态,东西、南北方向的不同状态组合(红绿、红黄、绿红、黄红四个状态) 。但我们可以简单地将其看成两个(东西、南北)减1的计数器,通过监测两个方向的计数值,可以检测红黄绿灯组合的跳变。(此图不包括左拐灯)。
题目要求回顾:设计一个简单十字路口交通灯控制器。该控制器控制东西南北两道的红、黄、绿三色灯,指挥交通和行人安全通行,本次实验只要求做出倒计时时间显示模块的VHDL程序,和黄灯闪烁。
复杂十字路口交通灯控制器要比简单交通灯控制器增加一些功能,如倒计时时间显示,左转弯(左拐)、指示灯闪烁及特殊紧急情况的处理等。
下面以下面的十字路口交通灯系统为例,来说明上述功能的实现:
本次交通灯控制器的实现
东西方向
南北方向
S(0)
S(1)
S(2)
S(3)
S(4)
S(5
S(6)
S(7)
S(8)
S(9)
S (10)
S (11)
绿灯45s
黄灯5s
左拐灯15s
黄灯5s
红灯40s
黄灯5s
红灯65s
黄灯5s
绿灯20s
黄灯5s
左拐灯15s
黄灯5s
交通灯运行图表情况
交通灯运行示意图
一个周期划分成以下8种状态:
t=0-44:甲道通行,乙道禁止;
t=45-49:甲道停车,乙道禁止;
t=50-64;甲道左拐,乙道禁止;
t=65-69;甲道停车,乙道禁止;
t=70-89;甲道禁止,乙道通行;
t=90-94;甲道禁止,乙道停车;
t=95-109;甲道禁止,乙道左拐;
t=110-114;甲道禁止,乙道停车;
一、倒计时时间显示模块的处理
1、各路口倒计时时间的计算
在各个阶段,各路口倒计时时间显示值与当前计数值存在一定的关系:
t=0-44:甲道时间显示:disp1=t;乙道时间显示:disp2=t;
t=45-49:甲道时间显示:disp1=t;乙道时间显示:disp2=t;
t=50-64;甲道时间显示:disp1=t;乙道时间显示:disp2=t;
t=65-69;甲道时间显示:disp1=t;乙道时间显示:disp2=t;