FPGA技术课程设计报告_交通信号灯控制器.docx

******大学《FPGA技术》课程设计报告设计名称：交通信号灯控制器姓 名：****学 号: ********专业班级：电子*****教师：****************信息工程学院制设计任务书设计名称：交通信号灯控制器组长姓名：******组员姓名：***************************课题总设计要求：（1）设计一个交通信号控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮才允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停止在禁行线外。（2）红绿黄发光二极管作信号灯，用传感器或逻辑开关作检测车辆是否到来的信号。（3）主干道处于长允许状态，支干道有车来时才允许通行。主干道亮绿灯时，支干道红灯亮；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。（4）主支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行45s，支干道每次放行25s。设立45s、25s计时显示电路。（5）每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要5s黄灯作为过渡，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外，设立5s计时、显示电路。组员*******的设计要求：主控控制单元traffic_contral设计，主干道处于长允许状态，支干道有车来时才允许通行。主干道亮绿灯时，支干道红灯亮；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。主支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行45s，支干道每次放行25s。设立45s、25s计时显示电路。每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要5s黄灯作为过渡。日期：2014年04月 21日设计原理1、设计具有异步复位、同步使能的十进制计数器，其计数结果可以通过七段数码管、发光二极管等进行显示。图1-1 系统原理图1.1 模块端口信号说明输入信号：Clk_50M ---系统采样时钟clk -------待计数的时钟clr ---------异步清零信号，当clr=1，输出复位为0，当clr=0，正常计数ena---------使能控制信号，当ena=1，电路正常累加计数，否则电路不工作输出信号：q[6：0]---------驱动数码管，显示计数值的个位dp -----------1bit数据，显示计数值向十位的进位COM-----------共阳级数码管公共端（接VCC）1.2 以自顶向下的设计思路进行模块划分：整个系统主要设计的模块是：十进制计数模块和数码管驱动模块，由于实验板的按键为实现硬件防抖，则需要将按键输入的时钟clk，先通过消抖模块消抖后，再输出至后续使用。图1-2 系统模块划分和引脚连线图1）十进制计数器模块设计输入:CLK -------待计数的时钟CLR ---------异步清零信号，当CLR =1，输出复位为0，当CLR =0，正常计数ENA---------使能控制信号，当ENA=1，电路正常累加计数，否则电路不工作输出：SUM[3:0]---------- 计数值的个位。即，在CLK上升沿检测到SUM=9时，SUM将被置0，开始新一轮的计数。COUT ------------计数值的十位进位，即：只有在时钟CLK上升沿检测到SUM=9时，COUT将被置1，其余情况下COUT=0。2）数码管显示驱动模块（led.v）输入：sum[3:0] -------待显示的数值输出：q[6:0] ----------驱动数码管的七位数值（注意下表中out的对应位）表1-3共阳极数码管驱动模块输入与输出关系表数码输入sum输出out对应码(h)3210Aout[6]Bout[5]Cout[4]Dout[3]Eout[2]Fout[1]Gout[0]00000000000181100011001111CF2001000100109230011000011086 401001001100CC501010100100A4601100100000A07011100011118F8100000000008091001000010084A1010000100088b10111100000E0C11000110001B1d11011000010C2E11100110000B0F11110111000B83）消抖模块 （1）按键抖动的产生原因：通常的按键所用开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动，为了不产生这种现象而作的措施就是按键消抖。图1-4按键抖动波形图（2）本次设计提供的消抖模块简介图1-5消抖模块框图电平检查模块：检测输入的按键是否被按下或者释放，并分别将H2L_Sig,L2H_Sig拉高，并随后拉低，给出按键的操作信息。延时模块：对输入的信号变化时刻进行