eda交通信号灯控制系统设计
eda交通灯课程设计
eda交通灯课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解和掌握交通灯系统的基本原理和设计方法。
通过本课程的学习，学生将能够：1.知识目标：理解交通灯系统的原理和组成，包括信号灯、控制器、传感器等；掌握交通灯系统的设计和实施方法，包括硬件设计和软件编程。
2.技能目标：能够使用相关工具和软件进行交通灯系统的设计和仿真；具备一定的实际操作能力，能够进行交通灯系统的安装和调试。
3.情感态度价值观目标：培养学生对交通安全和秩序的重视，提高学生的社会责任感和公民意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.交通灯系统的原理和组成：介绍交通灯系统的工作原理和基本组成，包括信号灯、控制器、传感器等。
2.交通灯系统的设计和实施：讲解交通灯系统的设计方法和步骤，包括硬件设计和软件编程。
3.交通灯系统的仿真和实验：使用相关工具和软件进行交通灯系统的仿真，并进行实际操作和实验。
4.交通安全和秩序的重要性：强调交通安全和秩序对社会的的重要性，培养学生的社会责任感和公民意识。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，包括：1.讲授法：讲解交通灯系统的原理和组成，设计和实施方法等基本知识。
2.讨论法：学生进行小组讨论，分享学习心得和经验，提高学生的思维能力和团队合作能力。
3.案例分析法：分析真实的交通灯系统案例，让学生了解交通灯系统的实际应用和效果。
4.实验法：进行交通灯系统的仿真和实验，让学生亲身体验交通灯系统的设计和实施过程。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择一本适合学生水平的交通灯系统设计教材，作为学生学习的基本参考资料。
2.参考书：提供一些相关的参考书籍，供学生深入学习和研究。
3.多媒体资料：制作一些教学PPT、视频等多媒体资料，帮助学生更好地理解和掌握交通灯系统的原理和设计方法。
4.实验设备：准备一些实验设备，包括交通灯控制器、传感器等，供学生进行实际操作和实验。
eda交通灯课程设计
eda交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握交通灯的基本原理及其在现代社会交通管理中的作用。
2. 学生能了解EDA（电子设计自动化）的基本概念，并运用其原理设计简单的交通灯控制系统。
3. 学生掌握交通灯工作周期的计算方法，以及不同交通情况下信号灯变换的逻辑规则。
技能目标：4. 学生能够通过EDA软件进行交通灯电路的设计与仿真，具备基本的电子设计能力。
5. 学生能够运用所学知识分析并解决交通灯控制中的实际问题，具备一定的创新设计思维。
情感态度价值观目标：6. 学生通过设计交通灯控制系统，培养对工程技术的兴趣，增强社会责任感和团队合作意识。
7. 学生能够在项目实践中体验科学探究的乐趣，提高学习科学的积极性，形成良好的学习习惯。
8. 学生通过课程学习，认识到科技在生活中的应用，增强对现代科技改善生活品质的认识，培养创新精神和实践能力。
本课程设计针对的是具有一定电子学基础的中高年级学生，课程性质为实践性强的综合设计课。
在分析课程性质、学生特点和教学要求的基础上，课程目标旨在分解为具体的学习成果，以便通过后续的教学设计和评估，有效提升学生对交通工程和电子设计自动化知识的综合应用能力。
二、教学内容本章节教学内容紧密围绕课程目标，结合课本相关章节，科学系统地组织以下内容：1. 交通灯基本原理：讲解交通灯的功能、结构及工作原理，对应教材第3章“交通信号控制基础”。
2. EDA软件介绍：介绍EDA软件的基本功能、操作方法及其在电子设计中的应用，对应教材第5章“电子设计自动化技术”。
3. 交通灯控制系统设计：a. 设计要求：分析交通灯控制系统的需求，明确设计目标和功能要求。
b. 电路设计：学习并运用EDA软件设计交通灯控制电路，对应教材第6章“数字电路设计”。
c. 仿真测试：利用EDA软件对设计电路进行仿真测试，验证设计方案的可行性。
4. 交通灯控制逻辑：学习并掌握交通灯工作周期的计算方法，以及不同交通情况下的信号灯变换规则，对应教材第3章“交通信号控制策略”。
EDA实验课程大作业报告：设计制作一个用于十字路口的交通灯控制器
交通灯控制器设计一.系统功能设计要求设计制作一个用于十字路口的交通灯控制器，要求如下：（1）南北和东西方向各有一组红、绿、黄灯来指挥交通，持续时间分别为25S，20S，和5S。
（2）当有特殊情况（如消防车、救护车等）时，两个方向均为红灯亮，计时停止。
（3）当特殊情况结束后,控制器恢复原来状态，继续正常运行。
（4）用两组数码管，以倒计时方式显示两个方向允许通行或禁止通行的时间。
二.设计原理1.交通灯控制器的状态转换根据题目要求将将红绿灯的状态转换列成如下表：2.设计方案1)由于交通灯需要使用2位7段LED数码管指示通行剩余时间，故采用LED动态扫描方式显示当前时间。
频率设定CLK1k对应的频率为50MHZ。
2)控制模块是交通灯的核心，主要控制交通灯按工作顺序自动变换，同时控制倒计时模块工作，每当倒计时回零时，控制模块接收到一个计时信号，从而控制交通灯进入下一个工作状态。
3)每个方向有一组2位倒计时器模块，用以显示该方向交通灯剩余的点亮时间。
4)显示模块由两部分组成，一是由七段数码管组成的倒计时显示器，每个方向两个七段数码管；二是由发光二极管代替的交通灯，每个方向3个发光二极管。
三．变量符号说明其中，CLK1K为系统时钟信号输入端，SN为禁止通行信号输入通行信号输入端，light0为东西红灯信号输出端，light1为东西黄灯信号输出端，light2为东西绿灯信号输出端，light3为南北红灯信号输出端，light4为南北黄灯信号输出端，light5为南北绿灯信号输出端，led1、led2、led3、led4为数码管地址选择信号输出端。
四．代码说明library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity Hongld ISport (clk1k,SN:in std_logic; --SN紧急情况led1, led2, led3, led4 :out std_logic_vector (6 downto 0);--显示管显示时间用light:out std_logic_vector (5 downto 0)); --红绿黄灯end Hongld;architecture traffic1 of Hongld ISsignal S:std_logic_vector (1 downto 0); --状态signal DXT:std_logic_vector(7 downto 0):=X"01"; --东西方向时间signal NBX:std_logic_vector(7 downto 0):=X"01"; --南北方向时间signal ART,AGT,AYT,BRT,BGT,BYT: std_logic_vector(7 downto 0); --红绿黄灯信号signal temp: integer range 0 to 49999999; --产生1s计数器时计数signal clk: std_logic;beginART<="00100101";AGT<="00100000";AYT<="00000100";BRT<="00100101";BGT<="00100000";BYT<="00000100";process(clk1k) -- 选频率为50MHZ beginif (clk1k'event and clk1k='1') thenif temp=49999999 thentemp<=0;clk<='1';elsetemp<=temp+1;clk<='0';end if;end if;end process;process(clk,DXT,NBX) --状态转换进程beginif clk'event and clk ='1' thenif(DXT ="00000001")OR (NBX = "00000001") then S<=S+1;else S<=S;end if; --状态转换结束end if;end process;process (clk,SN,S) --倒计时模块beginif SN = '1' then DXT<=DXT; NBX<=NBX;elseif clk'event and clk='1' thenif (DXT="0000000") OR (NBX="00000000") thencase S ISwhen "00"=>DXT<=ART; NBX<=BGT; --南北红灯、东西绿灯when "01"=>NBX<=BYT; --南北红灯、东西黄灯when "10"=>DXT<=AGT; NBX<=BRT; --南北绿灯、东西红灯when "11"=>DXT<=AYT; --南北黄灯、东西红灯when others=>NULL;end case;end if;if DXT/="00000000" thenif DXT(3 downto 0)= "0000" thenDXT(3 downto 0)<="1001";DXT(7 downto 4)<=DXT(7 downto 4)-1;else DXT(3 downto 0)<=DXT(3 downto 0)-1;DXT(7 downto 4)<=DXT(7 downto 4);end if;end if;if NBX/="00000000" thenif NBX(3 downto 0)="0000" thenNBX(3 downto 0)<="1001";NBX(7 downto 4)<=NBX(7 downto 4)-1;else NBX(3 downto 0)<=NBX(3 downto 0)-1;NBX(7 downto 4)<=NBX(7 downto 4);end if;end if;end if;end if;end process; --倒计时模块结束process(DXT,NBX,S,SN) --显示模块begincase NBX(3 downto 0) iswhen "0000"=>led1<="1000000";when "0010"=>led1<="0100100"; when "0011"=>led1<="0110000"; when "0100"=>led1<="0011001"; when "0101"=>led1<="0010010"; when "0110"=>led1<="0000010"; when "0111"=>led1<="1111000"; when "1000"=>led1<="0000000"; when "1001"=>led1<="0010000"; when others=>led1<="1111111"; end case;case NBX(7 downto 4) iswhen "0000"=>led2<="1000000"; when "0001"=>led2<="1111001"; when "0010"=>led2<="0100100"; when "0011"=>led2<="0110000"; when "0100"=>led2<="0011001"; when "0101"=>led2<="0010010"; when "0110"=>led2<="0000010"; when "0111"=>led2<="1111000"; when "1000"=>led2<="0000000"; when "1001"=>led2<="0010000"; when others=>led2<="1111111"; end case;case DXT(3 downto 0) iswhen "0000"=>led3<="1000000"; when "0001"=>led3<="1111001"; when "0010"=>led3<="0100100"; when "0011"=>led3<="0110000"; when "0100"=>led3<="0011001"; when "0101"=>led3<="0010010"; when "0110"=>led3<="0000010"; when "0111"=>led3<="1111000"; when "1000"=>led3<="0000000"; when "1001"=>led3<="0010000"; when others=>led3<="1111111"; end case;case DXT(7 downto 4) iswhen "0000"=>led4<="1000000"; when "0001"=>led4<="1111001"; when "0010"=>led4<="0100100";when "0100"=>led4<="0011001";when "0101"=>led4<="0010010";when "0110"=>led4<="0000010";when "0111"=>led4<="1111000";when "1000"=>led4<="0000000";when "1001"=>led4<="0010000";when others=>led4<="1111111";end case;if SN ='1' then light<="001001";elsecase S ISwhen "00"=>light<="010001";when "01"=> light <="100001";when "10"=> light <="001010";when "11"=> light <="001100";when others=>NULL;end case;end if;end process;end traffic1;五．仿真波形图仿真时序波形图。
eda交通灯课程设计
eda交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握EDA交通灯的基本原理，包括信号灯的工作原理、时序控制等。
2. 学生能够运用所学知识，分析并设计简单的交通灯控制系统。
3. 学生了解交通灯在现实生活中的应用，认识到其在交通安全中的重要性。
技能目标：1. 学生能够运用EDA软件进行交通灯电路的设计与仿真。
2. 学生通过小组合作，提高沟通协调能力和团队协作能力。
3. 学生掌握基本电路调试方法，具备解决实际问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子设计与应用的兴趣，激发创新意识。
2. 学生认识到交通灯在保障交通安全、提高道路通行效率方面的重要性，增强社会责任感。
3. 学生在学习过程中，培养严谨、细致、勇于探索的科学态度。
本课程针对初中年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，以提高学生的动手能力和创新能力。
在教学过程中，教师需关注学生的个体差异，激发学生的学习兴趣，鼓励学生积极参与讨论和实践，培养其团队协作能力。
通过本课程的学习，期望学生能够掌握交通灯的基本原理，提高电子设计与应用能力，并树立正确的价值观。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. 交通灯基本原理：- 介绍交通灯的起源、发展及其在现代交通中的应用。
- 讲解交通灯的信号控制原理，包括红绿灯的切换机制和时序控制。
2. EDA软件应用：- 介绍EDA软件的基本功能和使用方法。
- 结合教材章节，教授如何使用EDA软件进行交通灯电路设计与仿真。
3. 实践操作与小组讨论：- 安排学生进行交通灯电路设计实践，指导学生完成电路搭建、调试与优化。
- 组织小组讨论，让学生分享设计心得，互相学习，提高团队协作能力。
教学大纲安排如下：第一课时：交通灯基本原理介绍，占总课时的1/4。
第二课时：EDA软件应用教学，占总课时的1/4。
第三课时：实践操作与小组讨论，占总课时的1/2。
教学内容与教材紧密关联，确保科学性和系统性。
在教学过程中，教师需关注学生对知识点的掌握情况，及时调整教学进度，确保教学效果。
EDA交通灯控制器课程设计
交通灯控制器课程设计该交通信号控制器控制十字路甲、乙两条道路的红、黄和绿三色灯，指挥车辆和行人安全通行。
功能要求如下：1.只有在小路上发现汽车时，高速公路上的交通灯才可能变成红灯。
2.当汽车行驶在小路上时，小路的交通灯保持为绿灯，但不能超过给定的时间。
（20s）3.高速公路灯转为绿色后，即使小路上有汽车出现，而高速公路上并无汽车，也将在给定的时间内保持绿灯。
（60s）。
设计如下：——1hz分频器library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity fen_pin1 isport(clk100hz:in std_logic;clk1hz:out std_logic);end fen_pin1;architecture bhv of fen_pin1 issignal qan:std_logic_vector(3 downto 0); signal qbn:std_logic_vector(3 downto 0); signal cin:std_logic;beginprocess(clk100hz)beginif(clk100hz'event and clk100hz='1')thenif qan="1001"then qan<="0000";cin<='1';else qan<=qan+1;cin<='0';end if;end if;end process;process(clk100hz,cin)beginif(clk100hz'event and clk100hz='1')thenif cin='1' thenif qbn="1001" then qbn<="0000";else qbn<=qbn+1;end if ;end if ;end if ;end process;process(qan,qbn)beginif (qan="1001"and qbn="1001")then clk1hz<='1'; else clk1hz<='0';end if;end process;end bhv;——2hz分频器library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity fen_pin2 isport (clk100hz:in std_logic;clk2hz:out std_logic);end fen_pin2;architecture bhv of fen_pin2 isbeginprocess(clk100hz)variable cnt:integer range 0 to 24;variable tmp:std_logic;beginif(clk100hz'event and clk100hz='1')thenif cnt=24 thencnt:=0;tmp:=not tmp;elsecnt:=cnt+1;end if;end if;clk2hz<=tmp;end process;end bhv;——主干道控制library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity contralz isport(clk:in std_logic;ra,ga,ya:out std_logic;timeah,timeal:out std_logic_vector(3 downto 0)); end contralz;architecture bhv of contralz istype rg is(green,red,yellow2);beginprocess(clk)variable a:std_logic;variable th,tl:std_logic_vector(3 downto 0);variable state:rg;beginif clk'event and clk='1'thencase state iswhen green=>if a='0'thenth:="0101";tl:="1001";a:='1';ga<='1';ra<='0';ya<='0';elseif not(th="0000"and tl="0001")thenif tl="0000"thentl:="1001";th:=th-1;elsetl:=tl-1;elseth:="0000";tl:="0000";a:='0';state:=red;end if;end if;when red=>if a='0'thenth:="0001";tl:="1001";a:='1';ra<='1';ya<='0';ga<='0';elseif not(th="0000"and tl="0001")then if tl="0000"thentl:="1001";th:=th-1;elsetl:=tl-1;end if;elseth:="0000";tl:="0000";a:='0';ra<='0';ga<='0';state:=yellow2;end if;end if;when yellow2=>if a='0'thenth:="0000";tl:="1001";a:='1';ya<='1';ga<='0';ra<='0';elseif not(th="0000"and tl="0001")then if tl="0000"thentl:="1001";th:=th-1;tl:=tl-1;end if;elseth:="0000";tl:="0000";ga<='0';ra<='0';ya<='0';a:='0';state:=green;end if;end if;end case;end if;timeah<=th;timeal<=tl;end process;end bhv;——支路控制library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity contralx isport(clk:in std_logic;rb,gb,yb,chu:out std_logic;timeah,timeal:out std_logic_vector(3 downto 0)); end contralx;architecture bhv of contralx istype rgy is(red,yellow1,green,yellow2);beginprocess(clk)variable a:std_logic;variable th,tl:std_logic_vector(3 downto 0);variable state:rgy;beginif clk'event and clk='1'thencase state iswhen yellow1=>if a='0'thenth:="0000";tl:="0100";a:='1';yb<='1';gb<='0';chu<='1';elseif not(th="0000"and tl="0001")then if tl="0000"thentl:="1001";th:=th-1;elsetl:=tl-1;end if;elseth:="0000";tl:="0000";a:='0';state:=green;end if;end if;when green=>if a='0'thenth:="0001";tl:="1001";a:='1';gb<='1';rb<='0';yb<='0';chu<='1';elseif not(th="0000"and tl="0001")then if tl="0000"thentl:="1001";th:=th-1;elsetl:=tl-1;end if;elseth:="0000";tl:="0000";a:='0';state:=yellow2;end if;end if;when red=>if a='0'thenth:="0101";tl:="0100";a:='1';yb<='0';chu<='1';elseif not(th="0000"and tl="0001")then if tl="0000"thentl:="1001";th:=th-1;elsetl:=tl-1;end if;elseth:="0000";tl:="0000";a:='0';state:=yellow1;end if;end if;when yellow2=>if a='0'thenth:="0000";tl:="0100";a:='1';yb<='1';gb<='0';rb<='0';chu<='1';elseif not(th="0000"and tl="0001")then if tl="0000"thentl:="1001";th:=th-1;elsetl:=tl-1;end if;elseth:="0000";tl:="0000";a:='0';chu<='0';state:=red;end if;end if;end case;end if;timeah<=th;timeal<=tl;end process;end bhv;——反馈器library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity smen isport( sm ,re,gr,ye:in std_logic;jinji:out std_logic);end smen;architecture se of smen isbeginprocess isbeginif(sm='1' and re='0' and gr='0' and ye='0') then jinji<='1'; elsejinji<='0';end if;end process;end se;——消抖电路library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity xiaodou isport(jinji,clk1hz:in std_logic;b:out std_logic);end xiaodou;architecture bhv of xiaodou issignal temp1:std_logic;beginprocess(clk1hz,jinji)variable temp2:std_logic;beginif(clk1hz'event and clk1hz='0')thentemp1<=jinji;temp2:=not temp1;end if;b<=temp1 and temp2 and clk1hz;end process;end bhv;——状态转换library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity no isport(a:in std_logic;en:out std_logic);end no;architecture no_arc of no isbeginprocess(a)variable tmp:std_logic;beginif(a'event and a='1')thentmp:=not tmp;end if;en<=tmp;end process;end no_arc;——mux4llibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity mux41 isport(sel:in std_logic_vector(2 downto 0);d0,d1,d2,d3:in std_logic_vector(3 downto 0); q:out std_logic_vector(3 downto 0);so:out std_logic_vector(1 downto 0));end mux41;architecture bhv of mux41 isbeginprocess(sel)begincase sel iswhen"100"=>q<=d2;so<="00"; when"101"=>q<=d3;so<="01"; when"000"=>q<=d0;so<="10";when others=>q<=d1;so<="11";end case;end process;end bhv;——译码器library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;entity dec7s isport(d:in std_logic_vector(3 downto 0);q0,q1,q2,q3,q4,q5,q6:out std_logic);end dec7s;architecture bhv of dec7s isbeginprocess(d)variable q:std_logic_vector(6 downto 0); begincase d iswhen"0000"=>q:="0111111"; when"0001"=>q:="0000110"; when"0010"=>q:="1011011"; when"0011"=>q:="1001111"; when"0100"=>q:="1100110"; when"0101"=>q:="1101101"; when"0110"=>q:="1111101"; when"0111"=>q:="0100111"; when"1000"=>q:="1111111"; when"1001"=>q:="1101111";when others=>q:="1111001";end case;q0<=q(0);q1<=q(1);q2<=q(2);q3<=q(3);q4<=q(4);q5<=q(5);q6<=q(6);end process;end bhv;--- - . -word 资料- 仿真图如下：Ya,ra,ga 表示主干道黄红绿灯；yb,rb,gb 表示乡村小路黄红绿灯。
EDA交通灯的课程设计
EDA交通灯的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解EDA交通灯的基本原理，掌握交通灯控制系统的设计方法和步骤。
2. 使学生掌握交通灯控制系统中各模块的功能和相互关系，如时钟模块、控制器模块、显示模块等。
3. 帮助学生了解交通灯控制系统的实际应用，提高对电子设计自动化技术的认识。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识，设计并实现一个简单的EDA交通灯控制系统的能力。
2. 培养学生使用相关软件（如Multisim、Protel等）进行电路仿真、绘制和调试的能力。
3. 提高学生的团队协作和沟通能力，培养他们在项目实践中解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子设计自动化技术的兴趣，激发他们探索未知、创新实践的热情。
2. 培养学生关注社会问题，认识到交通灯控制系统在提高道路通行效率、保障交通安全方面的重要性。
3. 引导学生树立正确的价值观，认识到科技发展应服务于社会、造福于人类。
课程性质：本课程为实践性较强的电子设计课程，以项目为导向，注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
学生特点：学生具备一定的电子技术基础知识，具有较强的学习兴趣和动手能力，但对EDA技术及其应用尚不熟悉。
教学要求：结合学生特点，采用讲授与实践相结合的教学方法，注重引导学生主动参与、积极探索，提高他们的实际操作能力和创新能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化的指导和支持。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程的学习和实践奠定基础。
二、教学内容1. 交通灯控制系统概述：介绍交通灯控制系统的基本概念、分类及其在现实生活中的应用。
相关教材章节：第一章 电子设计自动化概述2. EDA技术基础：讲解EDA技术的基本原理、发展历程和常用软件工具。
相关教材章节：第二章 EDA技术基础3. 交通灯控制器设计：a. 时钟模块设计：介绍时钟电路的原理与设计方法。
b. 控制器模块设计：讲解控制器的工作原理、编程方法。
eda交通灯控制器课程设计
eda交通灯控制器课程设计课程设计：EDA交通灯控制器1. 课程背景和目标：EDA交通灯控制器是使用EDA（电子设计自动化）工具进行交通灯控制系统设计的课程。
学习该课程的目标是使学生能够熟练运用EDA工具进行交通灯控制系统设计，并能够理解交通灯控制系统的原理和设计方法。
2. 课程内容和安排：(1) 交通灯控制系统原理介绍：介绍交通灯控制系统的基本原理，包括信号机、信号控制方法和交通流量检测等。
(2) EDA工具介绍：介绍常用的EDA工具，如Verilog、VHDL等，并讲解其基本使用方法。
(3) 交通灯控制器设计流程：介绍交通灯控制器的设计流程，包括需求分析、功能设计、模块设计和系统集成等。
(4) 交通灯控制器设计实践：学生通过实践项目，使用EDA工具设计交通灯控制器。
项目涵盖设计、仿真、验证和生成等环节，学生需要独立完成设计并提交设计报告。
3. 课程教学方法：(1) 理论讲解：通过课堂讲解，介绍交通灯控制系统的原理和设计方法，以及EDA工具的使用方法。
(2) 实践项目：学生通过实践项目，运用所学知识设计交通灯控制器，并进行仿真、验证和生成等环节。
(3) 讨论和案例分析：通过课堂讨论和案例分析，加深学生对交通灯控制系统的理解和应用能力。
(4) 指导和批评：教师对学生的设计进行指导和批评，帮助学生不断提高设计能力。
4. 评估方式：(1) 实践项目报告：学生独立完成实践项目，并提交设计报告，包括设计过程、仿真结果和验证结果等。
(2) 课堂测试：通过课堂测试检验学生对交通灯控制系统原理和EDA工具的理解程度。
(3) 课堂表现：评估学生的课堂出勤情况、学习态度和参与度等。
5. 参考教材：(1) 《交通信号控制原理与技术》高新泽(2) 《EDA与数字电路设计》陈骏等(3) 《数字电路与系统设计》刘敏衡等(4) 《系统设计自动化技术与EDA工具应用》杨学庆等以上是对EDA交通灯控制器课程设计的简要介绍。
课程内容涵盖了交通灯控制系统的原理和设计方法，以及EDA工具的使用方法。
EDA交通灯课程设计
EDA 交通灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解EDA（电子设计自动化）的基本概念，掌握交通灯系统的原理与设计流程。
2. 学生能够运用所学知识，设计并实现一个具备基本功能的交通灯控制系统。
3. 学生了解交通灯控制系统在实际应用中的重要性，理解不同颜色灯亮灭的时间间隔及其意义。
技能目标：1. 学生能够运用EDA软件进行电路设计，完成交通灯控制系统的原理图与PCB布线图绘制。
2. 学生能够通过编程实现对交通灯控制系统的仿真与调试，解决简单问题。
3. 学生能够运用团队协作、沟通技巧，共同完成课程设计任务，提高实践操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子设计自动化技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 学生通过实践操作，培养动手能力、问题解决能力和自主学习能力。
3. 学生认识到遵守交通规则的重要性，增强社会责任感和安全意识。
课程性质：本课程设计为实践性课程，注重培养学生的动手能力和团队协作能力。
学生特点：初三学生，具有一定电子基础知识，好奇心强，喜欢动手实践。
教学要求：结合学生特点，课程设计应注重理论与实践相结合，鼓励学生自主探究和团队协作，提高学生的综合能力。
通过分解课程目标为具体学习成果，使学生在完成课程设计的过程中达到预期目标。
二、教学内容1. 电子设计自动化（EDA）基本原理介绍：包括EDA的概念、发展历程、应用领域。
2. 交通灯控制系统原理：讲解交通灯的工作原理、控制逻辑、信号灯颜色时间设置。
3. EDA软件操作：学习并掌握EDA软件的使用，如原理图绘制、PCB布线图设计。
4. 交通灯控制系统设计：根据实际需求，设计具备基本功能的交通灯控制系统。
- 知识点：数字电路、逻辑门、时序逻辑、微控制器应用。
- 教材章节：第四章 电子设计自动化，第三节 数字电路设计。
5. 编程与仿真：学习编程实现对交通灯控制系统的仿真与调试。
- 知识点：基础编程知识、仿真软件使用。
- 教材章节：第五章 嵌入式系统设计，第一节 嵌入式编程基础。
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--河南机电高等专科学校《VＨＤL程序设计》结课大作业交通信号灯控制系统设计姓名：笑嘻嘻思想专业班级：笑嘻嘻笑嘻嘻思想学号:笑嘻嘻笑嘻嘻思想任课教师：笑嘻嘻笑嘻嘻思想时间: 201０－11－23成绩：交通信号灯控制系统设计应电０8级1班靳晓龙任课老师:石新峰摘要:伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高，汽车的数量的增加。
DEA技术的发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息,通信，自动,控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。
随着技术市场与人才市场对DEＡ的不断的增加,交通的问题日益突出,单单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以,设计交通灯来完成这个需求就显的越加迫切了.为了确保十字路口的行人和车辆顺利、畅通地通过,往往采用电子控制的交通信号来进行指挥。
交通灯控制系统设计城市路口交通信号控制系统大体上分为三种类型:定周期的信号机、多时段且具有无电缆协调功能的微电脑型信号机以及联网式自适应多相位智能型信号机。
具体采用哪种类型，应根据其应用场合及特点加以确定。
其中，第一种类型以其成本低，设计简单,安装及维护方便等特点得到了广泛应用。
以下就是运用数字电子设计出的交通灯:其中红灯亮,表示该条路禁止通行;黄灯亮表示停车;绿灯亮表示允许通行。
交通灯控制器控制两个主干道交叉路口的交通,路口车辆多，直行信号、左转弯信号分开显示,ａ,ｂ两个主干道的通行时间相等,其中指示直行的绿灯亮3０ s,指示左转弯的绿灯亮1２ｓ，绿灯变至红灯时,黄灯亮3 s，以便于车辆能停在停车线内,红灯信号的最后3 s 相应的黄灯也同时亮,以便提示驾驶人员准备起步。
在两个主干道路口都配备传感器用来检测有无车辆通行。
当两个主干道都有车辆时，自动处于主干道a绿灯，主干道b红灯的状态，然后轮流切换通行。
当主干道a无车辆时，自动处于主干道ｂ绿灯，主干道ａ红灯的状态；反之亦然，以提高通行效率。
关键词：交通灯控制系统 ;分频器;信号控制器；ＶHDL语言目录1 概述………………………………………………………………………………１2设计要求 (4)３总体构思 (1)０４各单元电路的设计和实现………………………………………１5５功能仿真及其结果………………………………………………１９６编译、下载及调试......................................................２5 ７总结与展望 (30)参考文献……………………………………………………………３51概述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。
随着城市机动车量的不断增加,许多大城市如北京、上海、南京等出现了交通超负荷运行的情况，因此，自80年代后期，这些城市纷纷修建城市高速道路,在高速道路建设完成的初期，它们也曾有效地改善了交通状况。
然而，随着交通量的快速增长和缺乏对高速道路的系统研究和控制,高速道路没有充分发挥出预期的作用。
而城市高速道路在构造上的特点，也决定了城市高速道路的交通状况必然受高速道路与普通道路耦合处交通状况的制约。
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。
２设计要求设计一个十字路口的交通灯控制系统,用实验平台上的LED发光二极管显示车辆通过的方向(东西和南北各一组）,用数码管显示该方向的剩余时间。
要求:工作顺序为东西方向红灯亮45秒,前４0秒南北方向绿灯亮，后５秒黄灯亮。
然后南北方向红灯亮45秒，前40秒东西方向绿灯亮，后5秒黄灯亮。
依次重复。
有紧急事件时允许将某方向一直开绿灯或者开红灯,另外允许特定情况两方向均为红灯,车辆禁行,比如十字路口恶性交通事故时,东西,南北两个方向均有两位数码管适时显示该方向亮灯时间。
3总体构思（１)该交通灯控制器应具备的功能设东西和南北方向的车流量大致相同,因此红、黄、绿灯的时长也相同,定为红灯45ｓｅｃ,黄灯5sec,绿灯４0sec,同时用数码管指示当前状态（红、黄、绿）剩余时间。
另外，设计一个紧急状态，当紧急状态出现时，两个方向都禁止通行，指示红灯。
紧急状态解除后，重新计数并指示时间。
(2）实现方案一从题目中计数值与交通灯的亮灭的关系如图（1）所示４各单元电路的设计和实现(１)分频器分频器实现的是将高频时钟信号转换成底频的时钟信号,用于触发控制器、计数器和扫描显示电路。
该分频器实现的是一千分频，将一千赫兹的时钟信号分频成一赫兹的时钟信号。
（2）控制器设计控制器的作用是根据计数器的计数值控制发光二极管的亮、灭，以及输出倒计时数值给七段数码管的分位译码电路。
此外，当检测到特殊情况(ＨOLD=‘1’）发生时，无条件点亮红灯的二极管。
本控制器可以有两种设计方法,一种是利用时钟烟的下降沿读取前级计数器的计数值,然后作出反应；另一种则是将本模块设计成纯组合逻辑电路，不需要时钟驱动。
这两种方法各有所长，必须根据所用器件的特性进行选择:比如有些FPGA有丰富的寄存器资源,而且可用与组合逻辑的资源则相对较少，那么使用第一种方法会比较节省资源；而有些CPLD的组合逻辑资源则比较多，用第二种方法可能更好。
(３）计数器设计这里需要的计数器的计数范围为０-９0。
计到90后,下一个时钟沿回复到０，开始下一轮计数。
此外,当检测到特殊情况(HOLＤ＝‘1’)发生是，计数器暂停计数，而系统复位信号RＥＳＥT则使计数器异步清零。
（４)分位译码电路设计--1因为控制器输出的到计时数值可能是1位或者2位十进制数,所以在七段数码管的译码电路前要加上分位电路(即将其分为２个1位的十进制数,如２５分为2和５，7分为0和7)。
与控制器一样，分位电路同样可以由时钟驱动,也可以设计成纯组合逻辑电路。
控制器中，引入了寄存器。
分位电路用组合逻辑电路实现。
（5）分位译码电路设计—2（6）数码管驱动设计串行连接，即每个数码管对应的引脚都接在一起(如每个数码管的a引脚都接到一起,然后再接到CＰLD/FPGA上的一个引脚上)，通过控制公共端为高电平控制相应数码管的亮、灭（共阴极数码管的公共端为高电平时，LＥD不亮;共阳极的公共端为低电平时,LＥＤ不亮）。
串行法的优点在于消耗的系统资源少,占用的I/Ｏ口少,N个数码管只需要（７+N)个引脚(如果需要小数点,则是（8+N）个引脚)。
其缺点是控制起来不如并行法容易。
（7）下图为交通灯控制系统硬件框图图4：交通灯控制系统硬件框图5 功能仿真及其结果根据交通灯控制器的功能与要求，将其总体电路分为分频器、信号控制器两个模块。
外部脉冲振荡器的频率选为３2 76８ kHｚ，经分频器分频得1 Hz的信号,1 Ｈｚ信号用做信号控制器的计数脉冲，用VＨDL设计组成交通灯控制器的分频器、信号控制器两个模块,在QｕarｔusⅡ开发平台上,分别编译两个模块的VHDL程序，然后用原理图输入法形成图1所示的总体框图。
其中，Sa,Ｓb分别是a,b路口传感器的信号，ａR,aY,aＧ,aLR,aLY，aLＧ分别代表控制主干道a的直行红灯、黄灯、绿灯,左转弯红灯、黄灯、绿灯的信号；ｂR，bY,bG,ｂLR,ｂLY，bLG分别代表控制主干道b的直行红灯、黄灯、绿灯,左转弯红灯、黄灯、绿灯的信号;ａPＲ，aPＧ,bPR，bPＧ是人行道信号，ｅnｌ是使能信号。
enl=0时ａ,b两路口红灯同时亮,便于处理特殊情况。
用QuａrtusⅡ对程序编译、仿真，得到的仿真波形如图2所示，经程序下载、实验验证,系统功能符合要求。
6 编译、下载及调试（1）分频器的设计LIBRARY IＥEE；ＵSE IＥEE．Ｓtｄ_Ｌogiｃ_11６4.AＬL;ENTITY FｒｅDeｖｉder ISPＯRT(Ｃlkin：IN Std_Logic;Cｌkｏut:OUＴＳtd_Lｏgic）;EＮD;AＲCＨIＴECTＵRE Devidｅr OF ＦreDevｉｄｅｒ ISCONＳTANT Ｎ:Ｉnｔeｇer：=499;siｇｎal ｃountｅr：Inteｇer rangｅ０to N;ｓigｎaｌ Clk：Sｔd_Logｉｃ;BEＧＩNPROCESS(Ｃlkin）ｂegｉnIF risｉnｇ＿ｅdｇｅ(Clｋin)THEＮIＦＣｏunteｒ=N thencｏｕｎtｅr＜=0;Ｃlk<=nｏｔｃlk;ｅlsecouｎteｒ<=cｏunter+１;eｎd if;end if；end prｏｃｅss；clkｏut＜＝clk;eｎd;（2）控制设计控制器的作用是根据计数器的计数值控制发光二极管的亮、灭,以及输出倒计时数值给七段译管的分译码电路。
此外,当检测到特殊情况(Ｈolｄ=‘1’）发生时，无条件点亮红色的发光二极管。
LＩＢRＡRY IＥEE；USE IEEE.ＳTD_LOＧＩC_1164.AＬL;ENTＩＴY ｃountrolｌer ＩSPＯRT (Ｃlock:IN STD_LＯGIC;Hoｌd:in stｄ_logic;CouｎtNum:ｉｎ IＮTEGER ＲAＮGＥ 0 ＴO ８9;ＮumA,ＮumB:ｏuｔINTEGER ＲANＧＥ 0 TO 45;ＲedA,GreenA，ＹellowA:out std_ｌｏｇｉｃ;ReｄB,ＧreeｎB,YｅlloｗＢ:out std_ｌｏｇic);END;AＲCHＩＴEＣＴURＥbehavior OF Ｃｏuｎｔrollｅr ＩSＢＥＧＩNｐrocesｓ(Clｏck)ＢEGINIF ｆalliｎg_edgｅ（Clock)TＨＥNIF Hold＝＇1' THＥNRedＡ<＝'１';ＲeｄＢ<='1＇;GreenA<='０';ＧrｅenA＜=＇0＇;YellowA＜='０'；YellowB<=＇０＇;ＥＬSＩF ＣoｕntNum<=3９THENNｕmA<=40-CouｎtNum;ＲeｄA<='0';GreeｎＡ<='1＇;YelｌowA＜＝'0＇;ELＳIF CoｕｎtNum＜＝44 TＨＥNNuｍA＜=45-CountNum;RedA＜＝'0';GｒeeｎＡ＜='0'；YelloｗA＜=＇１';ELSEＮｕｍＡ<＝9０-CｏunｔNum；RｅdＡ<＝＇1';ＧrｅeｎＡ<='0';YelｌoｗＡ<=＇0'；END IF;ＩF CounｔNｕｍ<＝4４ THENNumB<=4５－CｏuｎtNｕｍ；RedＢ<='1';GrｅenB<＝'0＇;ＹelloｗB<='0';ＥＬSIF CountNum<=84 ＴHＥNNuｍB＜=85－CｏｕnｔNum;RedＢ<='０'；GrｅeｎB<='1'；YellowB<=＇0＇;ELＳeＮumB<＝90－CountNum;RedB＜='0';GrｅenＢ＜＝'0';YelloｗB<='1'；EＮD IF;END ＩF;END PROCESS;END;(3)计数器的设计这里计数器的计数范围为0—45S 。