实验五：状态机-交通信号灯
【CN110532162A】一种基于协议状态机的模糊测试脚本及测试引擎【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910201771.X (22)申请日 2019.03.18 (71)申请人 信联科技（南京）有限公司 地址 210000 江苏省南京市江宁经济技术 开发区东吉大道1号 (72)发明人 郭涛 李明柱 叶青 (51)Int.Cl. G06F 11/36(2006.01) H04L 12/26(2006.01) (54)发明名称 一种基于协议状态机的模糊测试脚本及测 试引擎 (57)摘要 本发明公开了一种基于协议状态机的模糊 测试脚本及测试引擎，能够实现快速定义状态机 模型，并且测试平台能够自动识别状态机模型生 成状态引导脚本， 在状态机测试模式下，测试引擎首先执行状态引导脚本，将被测设备引导至测 试前的正确状态后开始正式测试流程，状态引导 脚本与主体测试脚本结构、语法一致，新增xml节 点用于定义状态机模型，状态机模型包含状态定 义和状态迁移Action，新增数据库表用于状态定 义和管理状态迁移Action集，状态机模型引用状 态定义表， 便于简化建立状态模型的过程。权利要求书1页 说明书6页 附图1页CN 110532162 A 2019.12.03 C N 110532162 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110532162 A 1.一种基于协议状态机的模糊测试脚本及测试引擎，其特征在于，包括以下模块， 状态机模型定义，所述状态机模型定义包括状态机模型定义元素、状态定义表和引用状态定义表； 所述状态机模型定义元素包括
用状态机设计的交通灯控制器
/module traffic (clock, reset, sensor1, sensor2, red1, yellow1, green1, red2, yellow2, green2); input clock, reset, sensor1, sensor2; output red1, yellow1, green1, red2, yellow2, green2; // Define the states. Enumerated type pragma allows Spectrum to chose encoding. parameter /*exemplar enum ee1 */ st0 = 0, st1 = 1, st2 = 2, st3 = 3, st4 = 4, st5 = 5, st6 = 6, st7 = 7; reg [2:0] /* exemplar enum ee1 */ state, nxstate ; reg red1, yellow1, green1, red2, yellow2, green2; // Update the state with the next state on the clock edge // or reset value. always @(posedge clock or posedge reset) begin if (reset) state = st0 ; else state = nxstate; end // // Calculate the next state and the outputs // based on the present state and the inputs // always @(state or sensor1 or sensor2) begin // Default values for the outputs
简易交通信号灯控制器课程设计报告书
《电工与电子技术基础》课程设计报告 题目简易交通信号灯控制器 学院（部）汽车学院 专业车辆工程 班级 学生 学号 6 月 29 日至 7 月 3 日共一周
目录 一、主要技术指标和要求 (2) 二、摘要 (2) 三、总体设计方案论证及选择 (2) 四、设计方案的原理框图、总体电路原理图及说明 1、设计方案的原理框图 (3) 2、总体电路原理图及说明 (4) 五、单元电路设计、主要元器件选择与电路参数计算 1、CP脉冲发生器电路 (5) 2、主控电路模板 (7) 3、组合逻辑电路模块 (8) 4、负载电路 (11) 六、收获与体会，存在的问题 (12) 七、参考文献 (13) 八、附件（元件材料清单、原理电路图或其他说明） (14)
一、主要技术指标和要求 （1）定周控制：主干道绿灯亮45秒，只感支干道绿灯亮25秒；（2）每次由绿灯变为红灯时，应有5秒黄灯亮作为过渡； （3）分别用红、黄、绿色放光二极管表示信号灯； （4）设计计时显示电路。 二、摘要 在现代城市中，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。目前的交通信号灯电路大多分为主干道电路和支干道电路，通过适当的控制电路分别对主干道和支干道进行控制，达到合理的亮灭规律，从而很好的规人们的出行秩序。 本文设计的简易交通信号灯控制器方案分四大模块：1，脉冲信号发生模块。采用555秒脉冲发生器提供脉冲信号；2，主控制器模块。采用74LS161型4位同步二进制计数器加上清零电路；3，组合逻辑电路模块。利用74LS161的四个输出端和门电路构成组合逻辑电路来输出相应的高电平或低电平；4，负载。通过这四个模块来实现对交通信号灯的控制。 三、总体设计方案论证及选择 方案一：用多个不同步的信号分别控制各信号灯的开关，即分别用持续45S、5S、25S、5S的倒计时计数器来控制各信号灯。 方案二：交通信号灯的状态可以分为四种，且四种状态的周期和为T=45+5+25+5=80S，所以信号灯的每个循环周期为80S，因此，可以利用两个74LS290型十进制计数器组成一个八十进制的计数器的
状态机思路在单片机程序设计中的应用
状态机思路在单片机程序设计中的应用 状态机的概念 状态机是软件编程中的一个重要概念。比这个概念更重要的是对它的灵活应用。在一个思路清晰而且高效的程序中，必然有状态机的身影浮现。 比如说一个按键命令解析程序，就可以被看做状态机：本来在A状态下，触发一个按键后切换到了B状态；再触发另一个键后切换到C状态，或者返回到A状态。这就是最简单的按键状态机例子。实际的按键解析程序会比这更复杂些，但这不影响我们对状态机的认识。 进一步看，击键动作本身也可以看做一个状态机。一个细小的击键动作包含了：释放、抖动、闭合、抖动和重新释放等状态。 同样，一个串行通信的时序（不管它是遵循何种协议，标准串口也好、I2C也好；也不管它是有线的、还是红外的、无线的）也都可以看做由一系列有限的状态构成。 显示扫描程序也是状态机；通信命令解析程序也是状态机；甚至连继电器的吸合/释放控制、发光管（LED）的亮/灭控制又何尝不是个状态机。 当我们打开思路，把状态机作为一种思想导入到程序中去时，就会找到解决问题的一条有效的捷径。有时候用状态机的思维去思考程序该干什么，比用控制流程的思维去思考，可能会更有效。这样一来状态机便有了更实际的功用。 程序其实就是状态机。 也许你还不理解上面这句话。请想想看，计算机的大厦不就是建立在“0”和“1”两个基本状态的地基之上么？ 状态机的要素 状态机可归纳为4个要素，即现态、条件、动作、次态。这样的归纳，主要是出于对状态机的内在因果关系的考虑。“现态”和“条件”是因，“动作”和“次态”是果。详解如下： ①现态：是指当前所处的状态。 ②条件：又称为“事件”。当一个条件被满足，将会触发一个动作，或者执行一次状态的迁移。 ③动作：条件满足后执行的动作。动作执行完毕后，可以迁移到新的状态，也可以仍旧保持原状态。动作不是必需的，当条件满足后，也可以不执行任何动作，直接迁移到新状态。 ④次态：条件满足后要迁往的新状态。“次态”是相对于“现态”而言的，“次态”一旦被激活，就转变成新的“现态”了。
实验四 有限状态机设计(2学时)
实验四有限状态机设计(2学时) 实验内容一： 状态机是指用输入信号和电路状态（状态变量）的逻辑函数去描述时序逻辑电路功能的方法，也叫时序机。有限状态机是指在设计电路中加入一定的限制条件，一般用来实现数字系统设计中的控制部分。 根据时序电路输出信号的特点可将时序电路划为Mealy 型和Moore 型两种。Moore型电路中，输出信号仅仅取决于存储电路的状态。Mealy型电路中，输出信号不仅取决于存储电路的状态，而且还取决于输入变量。图1是某Mealy型电路的状态转换图，图中圆圈内的S0、S1等代表电路的状态，状态转换箭头旁斜杠“/”上边的数字代表输入信号，斜杠“/”下边的数字代表输出信号。假设电路的当前状态为S0，当输入信号为0时，电路的下一个状态仍为S0，输出信号为0；当输入信号为1时，电路的下一个状态为S1，输出为1。 图1 Mealy状态机 下面的程序中使用两个进程来描述该状态机。第一个进程负责状态转化，在CP上升沿到达时，当前状态（PresetState）向下一个状态（NextState）的转换；第二个进程负责检测输入信号（DIN）和当前状态（PresetState）的值，并由CASE-WHEN 语句决定输出信号（OP）和下一个状态值（NextState）的值。请补充下图中虚线“…”部分省略掉的程序，然后对完整程序进行编译，并用Tools->Netlist Views->State Machine Viewer和RTL Viewer工具查看该状态机的状态图和RTL顶层图。
… … 实验内容二： 论文《基于VHDL的一个简单Mealy状态机》中设计了一个Mealy状态机用来检测数据流“1101010”，用以验证状态机在数据检测上的应用。请在读懂文中程序的基础上，在Quartus Ⅱ软件中通过编译仿真得到状态图和波形图，仿真中输入波形的设置应能体现该状态机的用途。 实验报告： 本次实验占用两个学时，请于12周周四(5月12日)上课时交实验报告。对于实验内容一，报告的内容应重在程序的完善上，对于实验内容二，报告的内容应重在对论文中源程序的分析和理解，以及仿真的波形图上。
有限状态机设计交通灯
《FPGA原理及应用》 大作业 题目用有限状态机法设计交通灯学院专业 姓名学号 指导教师 2017年11月
实验八用有限状态机设计交通灯 （综合性实验） 一、实验目的 掌握有限状态机的编程和使用方法。 二、实验内容 设计一个十字路口交通灯控制器，东西、南北方向有红灯、黄灯、绿灯，持续时间分别为35、5、30秒，并在实验箱上验证。 方案一：利用状态机设计 本报告通过用状态机对交通信号灯的设计，完成对红、绿、黄三盏灯状态变换的控制，进而完成对十字路口交通通断的控制。本实验以VHDL语言为基础，状态机为工具，完成四种交通状态的控制，即主道有车支道无车，主道无车支道有车，主道支道均有车，主道支道均无车四种状态。以主支道的安装的传感器为信号输入，感应道路有无车辆，实现交通自动化控制。 状态机一般用来描述数字系统的控制单元，是许多数字电路的核心元件。状态机包括输入信号、输出信号、状态译码器和状态寄存器。状态寄存器用来记忆状态机的内部状态。状态寄存器的下一个状态及输出不仅同输入信号有关，而且还与寄存器的当前状态有关，即下一个状态根据当前状态和输入决定。VHDL程序如下：
方案二：利用接线图设计 设计一个五秒计时器，VHDL程序如下： 结果用二进制表示，需要输出三个变量。 仿真无误后，新建波形仿真文件，得到结果如下：
对五秒计时器进行封装。 设计三十秒计时器： 结果有三十个，用二进制表示，最少需要五个输出变量。 仿真无误后新建仿真波形，仿真波形如下： 对三十秒计时器进行封装。 设计三十五秒计时器，VHDL程序如下： 程序结构大致与五秒计时器、三十秒计时器相似，并且用二进制表示，需要输出六个变量。
通过Verilog实现交通灯设计实验报告
电子科技大学 实 验 报 告 一、实验室名称：虚拟仪器实验室 二、实验项目名称：交通灯设计实验 三、实验学时：4学时 四、实验原理
假设交通灯处于南北和东西两条大街的“十”字路口，如图1所示。用FPGA 开发板的LED 灯来模拟红、黄、绿3种颜色信号，并按一定顺序、时延来点亮LED ，如图2所示。图3给出了交通灯的状态转移图。设计使用频率为1Hz 的时钟来驱动电路（注1：仿真时采用1MHz 的时钟来驱动电路），则停留1个时钟可得到1S 的延时，类似停留3个时钟可得到3S 的延时，停留15个时钟可得到15S 的延时（注2：开发板工作时钟为50MHz ）。 北 南 西东 图1. 六个彩色LED 可以表示一组交通信号灯 图2. 交通灯状态 南北 东西 红 黄 绿 红 黄 绿 S0 1 0 0 0 0 1 S1 1 0 0 0 1 0 S2 1 0 0 1 0 0 S3 0 0 1 1 0 0 S4 0 1 0 1 0 0 S5 1 0 0 1 0 0
图3. 交通灯的状态转移图 顶层模块 时钟分频模块状态机跳转模块 图4. 交通灯的原理框图 五、实验目的 本实验是有限状态机的典型综合实验，掌握如何使用状态转移图来定义Mealy状态机和Moore状态机，熟悉利用HDL代码输入方式进行电路的设计和仿真的流程，掌握Verilog语言的基本语法。并通过一个交通灯的设计掌握利用EDA软件（Xilinx ISE 13.2）进行HDL代码输入方式的电子线路设计与仿真的详细流程。。 六、实验内容 在Xilinx ISE 13.2上完成交通灯设计，输入设计文件，生成二进制码流文件下载到FPGA开发板上进行验证。 七、实验器材（设备、元器件）
交通信号灯控制系统课程设计报告
单片机原理及应用 课程设计报告 设计题目：交通信号灯控制系统 班级：11级电气三班 指导教师：曹琳琳 学生姓名：张杰
哈尔滨远东理工学院机器人科学与技术学院 2013年5月30日 交通信号灯控制系统 [摘要]: 随着经济发展, 汽车数量急剧增加, 城市道路日渐拥挤, 交通拥塞已成为一个国际性的问题。因此, 设计可靠、安全、便捷的多功能交通灯控制系统有极大的现实必要性。设计中包括硬件电路的设计和程序设计两大步骤,对单片机学习中的几个重要内容都有涉足。对单片机初学者一定的帮助, 同时, 设计也可运用于简单的实时交通灯控制, 具有一定的现实意义。特别是街道各十字路倒计时显示通行时间, 并有急车强行通过、交通异常状况判别及处理等功能, 该系统具有设计周期短、可靠性高、维护方便、使用简单等优点。更是成为交通网中通行能力的“隘口”和交通事故的“多发源”。为保证交通安全, 防止交通阻塞, 使城市交通井然有序, 交通信号灯在大多数城市得到了广泛应用。传统的交通信号灯控制一般采用电子线路和继电器控制, 结构复杂, 可靠性低, 故障率高, 因此研究计算机与自动控制技术, 设计新型的交通灯控制系统, 对缓解交通阻塞, 提高畅通率具有十分现实的意义。以下通过介绍一种基于8 0 51的交通灯控制系统, 东西、南北的通行时间可调, 能倒计时显示通行时间, 并有急车强行通过、交通异常状况判别及处理等功能, 该系统具有设计周期短、可靠性高、维护方便、使用简单等优点。 [关键词]:交通灯; 单片机; 自动控制; 程序设计；倒计时; 急车强通控制; 异常状况判别及处理。 1、交通灯系统工作原理及设计方案 1.1交通灯工作原理 采用单片机I/ O口P1直接和交通灯连接, 控制程序放在8051单片机ROM中。十字路口4组红、黄、绿交通灯中, 东西方向的交通灯工作状态相同, 可以用同一组I/O控制; 南北方向的交通灯工作状态也相同,也可以用同一组I/O控制,所以只需要用到单片机的P1.0到P1. 5控制。由于交通灯为发光二极管且阳极通过限流电阻和电源正极连接, 因此I/O输出低电
详解Qt中的状态机机制
详解Qt中的状态机机制（一） ***************************************************************************** 欢迎访问我的博客:https://www.360docs.net/doc/d517155010.html,/u010977122/article/details/52959098 **************************************************************************** 状态机，简写为FSM（Finite State Machine），状态机由状态寄存器和组合逻辑电路构成，能够根据控制信号按照预先设定的状态进行状态转移，是协调相关信号动作、完成特定操作的控制中心。 在GUI开发的时候，界面复杂的逻辑往往令人抓狂，逻辑都不清晰，代码写起来更加费劲。用户界面设计中采用状态驱动，就可以使得GUI 的逻辑更加清晰。根据当前状态的不同，显示不同的界面。程序界面可以被看作显示对应不同场景，或者是通过改变外观响应用户的交互。通常情况下，界面中很多个组件的改变是并发进行的，这样的界面可以看作从一个状态改变到另外一个状态。 今天我们来看看qt中的状态机框架，qt把它作为QtCore中的一个模块，也足见其重要性： Qt状态机框架提供了一些类来创建执行状态图，状态图为一个系统如何对外界激励进行反应提供了一个图形化模型，该模型是通过定义一些系统可能进入的状态以及系统怎样从一个状态切换到另一个状态来实现的。事件驱动的系统的一个关键特性就是它的行为不总是仅仅依赖
于前一个或者当前的事件，而且也依赖于将要执行的事件。通过使用状态图，这些信息会非常容易进行表达。状态机框架提供了一套API以及一种执行模型，可以有效地将状态图的元素和语义嵌入到Qt应用程序中。该框架与Qt的元对象系统结合紧密：例如，不同状态之间的转化可由信号触发，信号驱动，且状态可配置用于QObject的属性和方法。 在进入今天的主题之前，我们先来了解三个概念： 状态（State）：是静态的东西，对一系列对象属性的一组静态描述和配置。 过渡（Transition）：是一段时间或者空间的描述，状态之间切换的整个过程，或者描述的是不同属性值之间变化的一个过程。 动画（Animation）：是动态的一个东西，可以看作是过渡的执行者，通过在属性值上应用动画类型来创建。动画类型会对属性值进行插值，从而创建出平滑的过渡效果。要创建动画，需要为某个属性使用恰当的动画类型；应用的动画也依赖于需要实现的行为类型。
交通灯控制器课程设计实验报告
2011级课程设计实验报告 交 通 灯 控 制 器 院（系）：计算机与信息工程学院 专业年级: 2011级通信工程一班 姓名: 谢仙 学号: 指导教师: 杨菊秋 2013年06月25日
目录 1 引言 (3) 2 任务与要求 (3) 3 课程设计摘要及整体方框图 (3) 4 课程设计原理 (4) 555定时器 (5) 七位二进制计数器4024 (6) 二进制可逆计数器74LS193 (8) 数码显示电路 (9) 结论 (10) 体会与收获 (10) 附录： 1、整体电路原理图 (11) 2、元件表 (12) 3、焊接与调试 (12) 1引言
交通信号灯常用于交叉路口，用来控制车辆的流量，提高交叉路口车辆的通行能力，减少交通事故。本交通灯设计主要由秒脉冲发生器、计数器、译码显示电路组成。秒脉冲发生器由NE555产生脉冲，计数器由74LS193和4024实现，译码电路采用74LS48和七段数码管来显示。 2设计任务与要求 交通灯控制信号的应用非常广泛。本电路设计一个交通灯控制器，需要达到的目的如下; 一个周期64秒，平均分配，前32秒红灯亮，后32秒绿灯亮。 在红灯亮的期间的后8秒与红灯在一起的黄灯闪烁（注意：红灯同时亮）。为了显示效果明显，设计闪烁频率为1。 在绿灯亮的期间的后8秒与绿灯在一起的黄灯闪烁（注意：绿灯同时亮），为了显示效果明显，设计闪烁频率为1。 在黄灯闪烁期间，数码管同时倒计时显示，在此期间以外，数码管不亮。 3课程设计摘要及整体方框图 为了完成交通灯控制电路的设计，方案考虑如下： 一个脉冲信号发生器，一个二进制加法计数器，一个十进制减法计数器，红灯与绿灯以及黄灯是否亮是由二进制加法计数器的输出端状态来决定的，因此，设计一个组合逻辑电路，它的输入信号就是二进制加法计数器的输出信号，它的输出就是发光二极管的控制信号，因此，需要一个组合逻辑电路，六个发光二极管（二个红色发光二极管，二个绿色发光二极管，二个黄色发光二极管）电路，一个数码管显示电路。结构图如下： 4 课程设计原理分析及相关知识概述
课程设计报告——交通信号灯控制器
目录 一、设计背景 (22) 二、任务和要求 (22) 三、总体设计方案 (33) 1.状态设置 (33) 2.系统框图 (33) a.系统总框图 (33) b.系统状态转换框图 (44) 四、单元电路设计 (44) 1.倒计时电路（定时电路） (44) 2.状态控制器（主控电路） (55) 3.交通灯显示电路、 (55) 4.数码管显示 (66) 5.置数变换电路 (66) 6.流量控制电路 (77) 五、总电路原理图 (88) 六、总电路图 (99) 七、原件清单 (1010) 八、电路连接与调试 (1010) 九、设计总结 (1010) 十、参考文献 (1111)
一、 设计背景 在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们的安全问题也日益重要。因此，红绿交通信号灯成为交管部门管理交通的重要工具之一。交通信号灯常用与交叉路口，用来控制车的流量，提高交叉口车辆的通行能力，减少交通事故。有了交通灯人们的安全出行有了很大的保障。 二、任务和要求 红绿灯交通信号系统外观示意图如图1所示。 1．在十字路口的两个方向上各设一组红黄绿灯，显示顺序为其中一方向是绿灯、黄灯、红灯；另一方向是红灯、绿灯、黄灯。 2．设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行时间，其中一个方向上（主干道）绿灯亮的时间是45s ，另一个方向上（支干到）绿灯亮的时间是25s ，黄灯亮的的时间都是5s 。 3.要求加装一流量控制电路，使电路拥有流量控制功能，既：当一条路上无车，另一条路上有车时，这条路上的绿灯长亮，另一条路上红灯长亮。
三、总体设计方案 1.状态设置 状态1（00）：主车道的绿灯亮，车道，人行道通行；南北方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行。 状态2（01）：主车道的黄灯亮，车道，人行道缓行；南北方向车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行； 状态3（10）：支车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北方向车道的绿灯亮，车道，人行道通行； 状态4（11）：支车道的红灯亮，车道，人行道禁止通行；南北方向车的黄灯亮，车道，人行道缓行； 2.系统框图 a.系统总框图 流量控制电路
深入分析比较8个安全模型
深入分析比较八个信息安全模型 （1）状态机模型： 无论处于什么样的状态，系统始终是安全的，一旦有不安全的事件发生，系统应该会保护自己，而不是是自己变得容易受到攻击。 （2）Bell-LaPadula模型： 多级安全策略的算术模型，用于定于安全状态机的概念、访问模式以及访问规则。主要用于防止未经授权的方式访问到保密信息。 系统中的用户具有不同的访问级（clearance），而且系统处理的数据也有不同的类别（classification）。信息分类决定了应该使用的处理步骤。这些分类合起来构成格（lattice）。BLP是一种状态机模型，模型中用到主体、客体、访问操作（读、写和读/写）以及安全等级。也是一种信息流安全模型，BLP的规则，Simplesecurityrule，一个位于给定安全等级内的主体不能读取位于较高安全等级内的数据。（-propertyrule)为不能往下写。Strongstarpropertyrule，一个主体只能在同一安全登记内读写。 图1-1 Bell-Lapodupa安全模型解析图 基本安全定理，如果一个系统初始处于一个安全状态，而且所有的状态转换都是安全的，那么不管输入是什么，每个后续状态都是安全的。 不足之处：只能处理机密性问题，不能解决访问控制的管理问题，因为没有修改访问权限的机制；这个模型不能防止或者解决隐蔽通道问题；不能解决文件共享问题。 （3）Biba模型：
状态机模型，使用规则为，不能向上写：一个主体不能把数据写入位于较高完整性级别的客体。不能向下读：一个主体不能从较低的完整性级别读取数据。主要用于商业活动中的信息完整性问题。 图1-2 Biba安全模型解析图 （4）Clark-Wilson模型： 主要用于防止授权用户不会在商业应用内对数据进行未经授权的修改，欺骗和错误来保护信息的完整性。在该模型中，用户不能直接访问和操纵客体，而是必须通过一个代理程序来访问客体。从而保护了客体的完整性。使用职责分割来避免授权用户对数据执行未经授权的修改，再次保护数据的完整性。在这个模型中还需要使用审计功能来跟踪系统外部进入系统的信息。完整性的目标，防止未授权的用户进行修改，防止授权用户进行不正确的修改，维护内部和外部的一致性。Biba只能够确认第一个目标。 （5）信息流模型： Bell-LaPadula模型所关注的是能够从高安全级别流到低安全级别的信息。Biba模型关注的是从高完整性级别流到低完整性级别的信息。都使用了信息流模型，信息流模型能够处理任何类型的信息流，而不仅是流的方向。 （6）非干涉模型： 模型自身不关注数据流，而是关注主体对系统的状态有什么样的了解，以避免较高安全等级内的一个实体所引发的一种活动，被低等级的实体感觉到。
有限状态机设计
有限状态机设计 实验报告 一．实验题目 有机状态机设计 二．实验目的 掌握有机状态机设计的基本方法。 三．实验远离 状态机是指用输入信号和电路状态（状态变量）的逻辑函数去描述时序逻辑电路功能的方法，也叫时序机。有限状态机是指在设计电路中加入一定的限制条件，一般用来实现数字系统设计中的控制部分。 四．实验内容
实验内容一： 状态机是指用输入信号和电路状态（状态变量）的逻辑函数去描述时序逻辑电路功能的方法，也叫时序机。有限状态机是指在设计电路中加入一定的限制条件，一般用来实现数字系统设计中的控制部分。 根据时序电路输出信号的特点可将时序电路划为Mealy 型和Moore 型两种。Moore型电路中，输出信号仅仅取决于存储电路的状态。Mealy型电路中，输出信号不仅取决于存储电路的状态，而且还取决于输入变量。图1是某Mealy型电路的状态转换图，图中圆圈内的S0、S1等代表电路的状态，状态转换箭头旁斜杠“/”上边的数字代表输入信号，斜杠“/”下边的数字代表输出信号。假设电路的当前状态为S0，当输入信号为0时，电路的下一个状态仍为S0，输出信号为0；当输入信号为1时，电路的下一个状态为S1，输出为1。 图1 Mealy状态机 下面的程序中使用两个进程来描述该状态机。第一个进程负责状态转化，在CP上升沿到达时，当前状态（PresetState）向下一个状态（NextState）的转换；第二个进程负责检测输入信号（DIN）和当前状态（PresetState）的值，并由CASE-WHEN 语句决定输出信号（OP）和下一个状态值（NextState）的值。请补充下图中虚线“…”部分省略掉的程序，然后对完整程序进行编译，并用Tools->Netlist Views->State Machine Viewer和RTL Viewer工具查看该状态机的状态转移图和RTL原理图。
交通信号灯控制器实验报告
交通信号灯控制器 一、设计任务及要求 (2) 二、总体方案设计以及系统原理框图 (2) 2.1、设计思路 (2) 2.2、各模块相应的功能 (2) 2.3、系统原理图 (3) 三、单元电路设计 (3) 3.1、车辆检测电路 (3) 3.2、主控电路 (4) 3.3、灯控电路 (5) 3.4、计时控制电路 (6) 3.5、计时显示电路 (6) 3.6、反馈控制电路 (7) 3.7、置数电路 (7) 3.8、时基电路 (7) 四、工作原理 (8) 五、电路的软件仿真及结果分析 (8) 5.1、时基电路（555接成的多谐振荡器）的电路图以及波形的显示 (8) 5.2、结果分析 (10) 六、电路的组装调试 (10) 6.1、使用的主要仪器和仪表 (10) 6.2、调试电路的方法和技巧 (10) 6.3、调试中出现的问题、原因和排除方法 (11) 七、收获、存在的问题和进一步的改进意见 (11) 7.1、存在的问题和进一步的改进意见 (11) 7.2、收获以及心得体会 (12) 附录一：电路所用元器件 (14) 附录二：电路全图 (15) 附录三：实际电路图 (16)
一、设计任务及要求 在一个主干道和支干道汇交叉的十字路口，为了确保车辆行车安全，迅速通行，设计一个交通信号灯控制电路，要求如下： 1、用两组红、绿、黄发光二极管作信号灯，分别指示主道和支道的通行状 态。 2、通行状态自动交替转换，主道每次通行30秒，支道每次通行20秒，通 行交替间隔时为5秒。 3、通行状态转换依照“主道优先”的原则，即：当主道通行30秒后，若支 道无车则继续通行；当支道通行20秒后，只有当支道有车且主道无车时才允许继续通行。（用按键模拟路口是否有车） 4、设计计时显示电路，计时方式尽量采用倒计时。 二、总体方案设计以及系统原理框图 2.1、设计思路 本次设计采用模块划分的方法，每个模块完成一项功能，最后将各个模块连接起来，设计完成后，用Multisim进行仿真，仿真成功后，再去实验室焊接调试。 2.2、各模块相应的功能 （1）车辆检测电路：用来显示主路支路车辆的四种情况。 （2）主控电路：该电路为一个时序逻辑电路，根据车辆的情况实现灯的状态转换。 （3）灯控电路：用来控制灯的四种状态。 （4）计时控制电路：实现时间的倒计时。 （5）计时显示电路：显示时间。 （6）反馈控制电路：为灯的状态转换提供一个触发信号。 （7）置数电路：为每种情况设置应有的时间。 （8）时基电路：为计时控制电路提供触发信号。
ISE学习教程解析
1、ISE的安装 现以ISE 5.2i为例介绍Xilinx ISE Series的安装过程。 1）系统配置要求 ISE 5.2i推荐的系统配置与设计时选用的芯片有关。因为在综合与实现过程中运算量非常大，所以对系统配置要求很高。为了提高综合、仿真、实现过程的速度，对于计算机的CPU的主频、主板和硬盘的工作速度，尤其是内存大小配置都有非常高的要求。在ISE 5.2i支持的所有Xilinx的FPGA/CPLD中，要求最低的Spartan II和XC9500/XL/XV等系列需要的内存和虚拟内存推荐值均达到128MB，而对于Virtex-II XC2V8000来说，需要的内存和虚拟内存推荐值均高达3GB。 2）ISE 5.2i的安装 以中文版Windows XP操作系统为例加以说明。 （1）启动Windows XP，插入ISE5.2i安装光盘，自动或选择执行Install.exe，安装界面如图4.25所示。 图4.25 ISE5.2i安装界面 （2）单击此时安装界面上的操作选择“下一步”直到出现图示对话框，输入有效的Registration ID。之后单击“下一步”选择安装路径；再之后点击“下一步”，会弹出图4.26的对话框，可以选择器件模型。
图4.26 器件模型选择对话框 （3）点击“下一步”，如图4.27所示，可以选择器件种类。
图4.27 器件种类选择对话框 通过以上步骤后，可根据具体情况来选择，继续“下一步”即可完成安装。 安装完成后，环境变量应作如下描述： 若操作系统是Windows NT/2000/XP，选择开始－>控制面板－>系统－>选项－>系统－>高级－>环境变量，在环境变量中加入： 变量名：Xilinx 变量值：C：Xilinx（即安装路径） 具体设置如图4.28所示。
交通灯控制器的设计
EDA实验报告 一、课程设计题目及要求 题目: 十字路口交通灯 具体要求: 设计一个十字路口得交通灯控制器,能显示十字路口东西、南北两个方向红、黄、绿灯得指示状态。用两组红、黄、绿三种颜色得灯分别作为东西、南北两个方向红、黄、绿等。变化规律为:东西绿灯亮,南北红灯亮——东西黄灯亮,南北红灯亮——东西红灯亮,南北绿灯亮——东西红灯亮,南北黄灯亮——东西绿灯亮,南北红灯亮······,这样循环下去。南北方向每次通行时间为45秒,东西方向每次通行时间为45秒,要求两条交叉道路上得车辆交替运行,时间可设置修改。绿灯转为红灯时,要求黄灯先亮5秒钟,才能变换运行车道。并要求所有交通灯得状态变化在时钟脉冲上升沿处。 二、实验编程环境 QuartusII 8、0 三、课程设计得详细设计方案 (一)、总体设计方案得描述 1、1、根据交通灯系统设计要求,可以用一个有限状态机来实现这个交通灯控制器。首先根据功能要求,明确两组交通灯得状态,这两组交通灯总共共有四种状态,我们用ST0,ST1,ST2,ST3 来表示: St0表示东西路绿灯亮,南北路红灯亮; St1表示东西路黄灯亮,南北路红灯亮; St2表示东西路红灯亮,南北路绿灯亮; St3表示东西路红灯亮,南北路黄灯亮; 1、2、根据上述四种状态描述列出得状态转换表 1、3、根据状态转换表得到交通灯控制器得状态转移图如图所示。
交通灯控制器得状态转移图 (二)各个模块设计 2、1、控制器模块 控制器模块示意图 其中,clk 为时钟信号,时钟上升沿有效。hold 为紧急制动信号,低电平有效。ared,agreen,ayellow 分别表示东西方向得红灯,黄灯,绿灯显示信号,高电平有效。 bred,bgreen,byellow 分别表示南北方向得红灯,黄灯,绿灯显示信号,高电平有效。 用于控制红绿黄灯得亮暗情况。 2、2、45秒倒计时计数器模块 45秒倒计时计数器模块示意图 其中,CLK 为时钟信号,时钟上升沿有效。EN 为使能端,高电平有效。CR 为紧急制动信号低电平有效。QL{3、、0}就是计数低位。QH{3、、0}就是计数高位。 用于45秒得倒计时计数。 2、3、7位译码器模块 7位译码器模块示意图 其中dat{3、、0}为要译码得信号。a,b,c,d,e,f,g 为译码后得信号。 用于将45秒倒计时计数得信号译码成数码管可以识别得信号。 2、4、50MHZ 分频器模块 50MHZ 分频器模块示意图 其中clk 为50MHZ 时钟信号,时钟上升沿有效。输出clk_out 为1HZ 时钟信号,时钟上升CLK EN CR QL[3、、0] QH[3、、0] OC m45 inst2
plc红绿灯实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除plc红绿灯实验报告 篇一：交通灯pLc控制实验报告 交通灯的pLc控制实验报告 学院：自动化学院班级：0811103姓名：张乃心学号：20XX213307 实验目的 1．熟悉pLc编程软件的使用和程序的调试方法。2．加深对pLc循环顺序扫描的工作过程的理解。3．掌握pLc的硬件接线方法。 4．通过pLc对红绿灯的变时控制，加深对pLc按时间控制功能的理解。5．熟悉掌握pLc的基本指令以及定时器指令的正确使用方法。 实验设备 1．含可编程序控制器microLogix1500系列pLc的Demo 实验箱一个 2．可编程序控制器的编程器一个（装有编程软件的pc 电脑）及编程电缆。3．导线若干
实验原理 交通指挥信号灯图 I/o端子分配如下表 注：pLc的24VDc端接Demo模块的24V+；pLc的com端接Demo模块的com。 系统硬件连线与控制要求 采用1764-L32Lsp型号的microLogix1500可编程控制器，进行 I/o端子的连线。它由220VAc供电，输入回路中要串入24V直流电源。1764系列可编程控制器的产品目录号的各位含义如下示。1764：产品系列的代号L：基本单元 24：32个I/o点（12个输入点，12个输出点）b：24V 直流输入w：继电器输出 A：100/240V交流供电 下图为可编程控制器控制交通信号灯的I/o端子的连线图。本实验中模拟交通信号灯的指示灯由24V直流电源供电。o/2-o/4为南北交通信号灯，o/5-o/7为东西交通信号灯。 实现交通指挥信号灯的控制，交通指挥信号灯的布置，控制要求如下：（1）信号灯受一个启动开关控制，当启动开关接通时，信号灯系统开始正常工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。当启动开关断开时，所有信号灯熄灭。 （2）南北红灯维持25秒。在南北红灯亮的同时东西绿
交通灯的设计与实现
一、设计任务 设计一个十字路口的红、绿、黄三色信号交通灯控制电路，具体要求如下：1）用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。主干道为东西向，有红、绿、黄三个灯；另一支干道为南北向，也有红、绿、黄三个灯。红灯亮禁止通行；绿灯亮允许通行；黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外。 2）东西和南北每次绿灯放行26s，红灯禁止30s。在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，需要亮5s的黄灯作为过渡，以使行驶中的车辆有时间停靠到禁行线以外。 3）能实现正常的、即时显示功能，用实验箱上的4个七段数码管作为到计时显示器，分别显示东西、南北方向的红灯、绿灯、黄灯时间。 二、设计原理 首先要对时钟进行分频。由于系统时钟频率比较大，因此首先分频产生时钟，用于下面的电路的控制；然后是各种颜色之间的转换，在此在添加一个使能端en，当使能端en为1的时候，就开始进行状态循环以及倒计时，然后en就立即变为0；在状态机中一共有四个状态，如下图所示： 然后，我们这里用了BCD码表示倒计时时间。灯亮或闪烁时间（绿、黄、红分别为26s、130s、5s）用BCD码表示（分别为26h、30h、5h）,倒计时的时候个位和十位分别是BCD码的高四位和低四位，首先是低四位倒数，当倒数到0时，给它重新赋值为9，且高四位减1，如此循环，直到这个数减到0，此时表示某一个灯亮的时间到，接着进行下一个状态，为了能使进入下一个状态，必须在时间减到0的时候，给使能端en 赋值1；由于用的BCD码，高四位和低四位就分别是我们要在译码模块的要用数码管显示的十位和个位。用数据选择器来控制东西、南北的灯亮。 三、程序流程图
1．1分频器的设计流程图 1.2 5进制的设计流程图
交通信号灯模拟控制系统课程设计报告书
课程设计报告书 课程名称：交通信号灯模拟控制系统 目录 一、设计概述 (1) （一）交通灯的应用前景及现状 (1) （二）课程设计的性质和目的 (1) 二、设计任务 (1) 三、方案简介 (2) 四、设计详解 (4) （一）显示子程序 (4) （二）定时子程序 (4) （三）总体程序流程 (4) 五、元件清单及主要元件说明 (5) （一）AT89S51单片机 (6) （二）共阴极数码管 (8) （三）发光二极管（红绿黄三色） (8) 六、系统硬件设计 (8) （一）单片机主电路 (8) （二）交通灯接口电路 (9) （三）LED数码管显示电路 (10)
（四）键盘口电路 (10) 七、系统软件设计 (11) （一）初始化程序 (11) （二）显示子程序 (11) （三）定时中断处理程序 (12) （四）紧急中断处理程序 (13) （五）延迟程序 (14) 八、设计心得 (14) 九、参考文献 (15) 十、附录 (15)
交通信号灯模拟控制系统 一、设计概述 （一）交通灯的应用前景及现状 随着社会经济的发展，城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综合管理系统，它是现代城市交通监控指挥系统中最重要的组成部分。所以，如何采用合适的控制方法，最大限度利用好耗费巨资修建的城市高速道路，缓解主干道与匝道、城区同周边地区的交通拥堵状况，越来越成为交通运输管理和城市规划部门亟待解决的主要问题。 在大、中城市，十字道口的红绿灯是交通法规的无声命令，是司机和行人的行为准则。十字道口的交通红绿灯控制是保证交通安全和道路畅通的关键。当前，国内大多数城市正在采用“自动”红绿交通灯，它具有固定的“红灯—绿灯”转换间隔，并自动切换。它们一般由“通行与禁止时间控制显示、红黄绿三色信号灯和方向指示灯”三部分组成。在交通灯的通行与禁止时间控制显示中，通常根据交通规律设置红绿黄三色信号的时间，时间控制都是固定的。交通灯的时间控制显示，以固定时间值预先设置在单片机中，每次以一定周期交替变化。 （二）课程设计的性质和目的 本课程设计的主要目的是通过对电子技术及单片机原理的学习，综合掌握电子电路综合设计的过程，设计要求和具体的设计方法。通过设计更好的复习、理解模拟电子、数字电子和单片机等课程内容，使理论和实际相结合，加强学生的动手能力以及查阅相关资料解决实际问题的能力，培养学生从事设计工作的整体观念。 二、设计任务 1、完成交通灯的变化规律，即一个十字路口为东西方向和南北方向，四个路口均有红黄绿三灯和两个LED数码管。交通灯上电后进入初始状态即东西南北均为红灯亮。5秒后转状态1：南北绿灯亮通车，东西红灯亮，禁止通行，持续30秒；30秒后转状态2：南北绿灯灭转黄灯闪亮，延时5秒，东西仍红灯亮；5秒后转状态3：东西绿灯亮通车，南北转红灯，持续30秒；30秒后转状态4：东西绿灯灭转黄灯闪，延时5秒，南北仍红灯。最后循环至状态1 。