1、LOGO基于基于FPGAFPGA的交通燈設(shè)計(jì)的交通燈設(shè)計(jì)n學(xué)生：吳思林學(xué)生：吳思林n學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：200200915254139915254139n專業(yè)：電子信息工程專業(yè)：電子信息工程指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 趙威威趙威威 副教授副教授LOGO論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容論文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容u第一部分第一部分 課題研究的意義及研究背景課題研究的意義及研究背景 u第二部分第二部分 交通燈控制器的設(shè)計(jì)要求和分析交通燈控制器的設(shè)計(jì)要求和分析u第三部分第三部分 交通燈控制器的設(shè)計(jì)方案交通燈控制器的設(shè)計(jì)方案u第四部分第四部分 結(jié)論結(jié)論n EDA技術(shù)以及可編程邏輯技術(shù)的快速發(fā)展，技術(shù)以及可編程邏輯技術(shù)的快速發(fā)展，使得電

2、路設(shè)計(jì)已經(jīng)傳統(tǒng)的自底向上設(shè)計(jì)變?yōu)榱耸沟秒娐吩O(shè)計(jì)已經(jīng)傳統(tǒng)的自底向上設(shè)計(jì)變?yōu)榱俗皂斚蛳略O(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)較之其他方案最大的自頂向下設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)較之其他方案最大的特點(diǎn)，靈活便于操作。特點(diǎn)，靈活便于操作。研究的背景研究的背景整理整理ppt研究意義研究意義u 交通信號(hào)燈在人們的日常生活中，起著至關(guān)重要的作交通信號(hào)燈在人們的日常生活中，起著至關(guān)重要的作用。但是隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化建設(shè)規(guī)模的不用。但是隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，人們對(duì)交通信號(hào)燈在協(xié)調(diào)交通、管理交通等方面斷擴(kuò)大，人們對(duì)交通信號(hào)燈在協(xié)調(diào)交通、管理交通等方面的能力，提出了更高的要求。尤其是在當(dāng)今社會(huì)，城市交的能力，提

3、出了更高的要求。尤其是在當(dāng)今社會(huì)，城市交通擁堵，城市交通基礎(chǔ)設(shè)施滯后，常見的交通信號(hào)燈不能通擁堵，城市交通基礎(chǔ)設(shè)施滯后，常見的交通信號(hào)燈不能很好的處理人、車、路三者之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。因此，交通很好的處理人、車、路三者之間的協(xié)調(diào)關(guān)系。因此，交通控制系統(tǒng)研究的意義顯得尤為重要。隨著通信技術(shù)、計(jì)算控制系統(tǒng)研究的意義顯得尤為重要。隨著通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、信息技術(shù)等一系列高新技術(shù)的飛速發(fā)機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、信息技術(shù)等一系列高新技術(shù)的飛速發(fā)展，給交通系統(tǒng)的發(fā)展帶來了新的曙光，也會(huì)更加方便人展，給交通系統(tǒng)的發(fā)展帶來了新的曙光，也會(huì)更加方便人們的生活。們的生活。整理整理ppt設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求u 多種控

4、制模式顯示十字路口東西、南北兩個(gè)方向的紅、綠多種控制模式顯示十字路口東西、南北兩個(gè)方向的紅、綠、黃燈的指示狀態(tài)；、黃燈的指示狀態(tài)；u 實(shí)現(xiàn)正常的倒計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)功能，用兩組數(shù)碼管顯示倒計(jì)數(shù)，實(shí)現(xiàn)正常的倒計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)功能，用兩組數(shù)碼管顯示倒計(jì)數(shù)，用四組紅、綠、黃發(fā)光二極管模擬路燈指示狀態(tài)；用四組紅、綠、黃發(fā)光二極管模擬路燈指示狀態(tài)；u 特殊功能設(shè)置，東西、南北兩個(gè)方向同時(shí)顯示紅燈，計(jì)數(shù)特殊功能設(shè)置，東西、南北兩個(gè)方向同時(shí)顯示紅燈，計(jì)數(shù)停止并保持在原來狀態(tài)，狀態(tài)解除后繼續(xù)計(jì)數(shù)。停止并保持在原來狀態(tài)，狀態(tài)解除后繼續(xù)計(jì)數(shù)。整理整理ppt系統(tǒng)示意圖系統(tǒng)示意圖整理整理ppt兩相位信號(hào)燈控制時(shí)序示意圖兩相位信號(hào)燈控制

5、時(shí)序示意圖通行時(shí)間間隔第二相位時(shí)間第一相位時(shí)間整理整理ppt交通燈系統(tǒng)整體控制圖交通燈系統(tǒng)整體控制圖交通燈系統(tǒng)整體控制交通燈系統(tǒng)整體控制圖圖整理整理ppt系統(tǒng)頂層模塊系統(tǒng)頂層模塊整理整理ppt頂層模塊個(gè)端口說明頂層模塊個(gè)端口說明u Clk20M：輸入端，系統(tǒng)輸入時(shí)鐘，來自于石英晶體振蕩器。：輸入端，系統(tǒng)輸入時(shí)鐘，來自于石英晶體振蕩器。u Hold：輸入端，功能鍵，為保持信號(hào)：輸入端，功能鍵，為保持信號(hào), 當(dāng)當(dāng)Hold為為1, 計(jì)數(shù)器暫計(jì)數(shù)器暫停計(jì)數(shù)停計(jì)數(shù), 表示出現(xiàn)特殊情況表示出現(xiàn)特殊情況, 各方向車輛都處于禁行狀態(tài)。各方向車輛都處于禁行狀態(tài)。u Reset：輸入端，功能鍵，是復(fù)位信號(hào)：輸入端

6、，功能鍵，是復(fù)位信號(hào), 高電平有效高電平有效, 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)數(shù)器的異步清零。計(jì)數(shù)器的異步清零。u Flash：輸出端，轉(zhuǎn)換期間的閃爍信號(hào)；：輸出端，轉(zhuǎn)換期間的閃爍信號(hào)；u RedA：輸出端，：輸出端，A路口顯示紅燈信號(hào)，高電平有效；路口顯示紅燈信號(hào)，高電平有效；u GreenA：輸出端，：輸出端，A路口顯示綠燈信號(hào)，高電平有效；路口顯示綠燈信號(hào)，高電平有效；u YellowA：輸出端，：輸出端，A路口顯示黃燈信號(hào)，高電平有效；路口顯示黃燈信號(hào)，高電平有效；u RedB：輸出端，：輸出端，B路口顯示紅燈信號(hào)，高電平有效；路口顯示紅燈信號(hào)，高電平有效；u GreenB：輸出端，：輸出端，

7、B路口顯示綠燈信號(hào)，高電平有效；路口顯示綠燈信號(hào)，高電平有效；u YellowB：輸出端，：輸出端，B路口顯示黃燈信號(hào)，高電平有效；路口顯示黃燈信號(hào)，高電平有效；u DisplayA:A路口倒計(jì)時(shí)時(shí)間顯示十位數(shù)；路口倒計(jì)時(shí)時(shí)間顯示十位數(shù)；u DisplayB:A路口倒計(jì)時(shí)時(shí)間顯示個(gè)位數(shù)；路口倒計(jì)時(shí)時(shí)間顯示個(gè)位數(shù)；u DisplayC:B路口倒計(jì)時(shí)時(shí)間顯示十位數(shù)；路口倒計(jì)時(shí)時(shí)間顯示十位數(shù)；u DisplayD:B路口倒計(jì)時(shí)時(shí)間顯示個(gè)位數(shù)。路口倒計(jì)時(shí)時(shí)間顯示個(gè)位數(shù)。整理整理ppt仿真結(jié)果仿真結(jié)果整理整理ppt整理整理ppt仿真分析仿真分析u 在頂層設(shè)計(jì)中，在頂層設(shè)計(jì)中，cond是復(fù)位信號(hào)，輸入的時(shí)

8、鐘頻率是復(fù)位信號(hào)，輸入的時(shí)鐘頻率CLKd是經(jīng)過分頻器后，變?yōu)轭l率為是經(jīng)過分頻器后，變?yōu)轭l率為1Hz的時(shí)鐘信號(hào)，周期為的時(shí)鐘信號(hào)，周期為1s，用此時(shí)鐘信號(hào)來控制整個(gè)系統(tǒng)的步調(diào)，與現(xiàn)實(shí)生活中交，用此時(shí)鐘信號(hào)來控制整個(gè)系統(tǒng)的步調(diào)，與現(xiàn)實(shí)生活中交通燈的步調(diào)保持一致。通燈的步調(diào)保持一致。u 通過設(shè)定通過設(shè)定clkd值以及值以及cond和和conld的初值，就可以得的初值，就可以得到如上所示的仿真波形圖。由仿真波形圖可以看出波形是到如上所示的仿真波形圖。由仿真波形圖可以看出波形是由由conld初值信號(hào)觸發(fā)而顯示出各個(gè)狀態(tài)的。初值信號(hào)觸發(fā)而顯示出各個(gè)狀態(tài)的。緊急狀態(tài)時(shí)緊急狀態(tài)時(shí)Cond高電平信號(hào)輸入時(shí)，所有

9、交通燈都變?yōu)榧t燈狀態(tài)（符高電平信號(hào)輸入時(shí)，所有交通燈都變?yōu)榧t燈狀態(tài)（符合任務(wù)書的要求）。由仿真波形圖還可以清楚的看出各時(shí)合任務(wù)書的要求）。由仿真波形圖還可以清楚的看出各時(shí)間段每個(gè)交通燈的狀態(tài)，當(dāng)東西方向的綠燈亮?xí)r南北方向間段每個(gè)交通燈的狀態(tài)，當(dāng)東西方向的綠燈亮?xí)r南北方向的紅燈亮，其中有黃燈閃的紅燈亮，其中有黃燈閃5秒的過程，這符合我們的設(shè)計(jì)要秒的過程，這符合我們的設(shè)計(jì)要求，也達(dá)到了我們所要的結(jié)果，從波形上看實(shí)驗(yàn)程序是可求，也達(dá)到了我們所要的結(jié)果，從波形上看實(shí)驗(yàn)程序是可行的。行的。u 要得到正確的仿真波形圖就要得到正確的仿真波形圖就必須必須設(shè)定合適的時(shí)間信號(hào)設(shè)定合適的時(shí)間信號(hào)clkd值。如果值。

10、如果clkd值設(shè)置的太小則交通燈狀態(tài)變化得太快值設(shè)置的太小則交通燈狀態(tài)變化得太快無法分辨，如果無法分辨，如果clk值設(shè)置得太大則交通燈狀態(tài)轉(zhuǎn)換緩慢，值設(shè)置得太大則交通燈狀態(tài)轉(zhuǎn)換緩慢，效果不明顯。效果不明顯。整理整理ppt總結(jié)總結(jié)u 本設(shè)計(jì)以本設(shè)計(jì)以EDA技術(shù)為基礎(chǔ)，確定該交通燈控制系統(tǒng)運(yùn)技術(shù)為基礎(chǔ)，確定該交通燈控制系統(tǒng)運(yùn)行良好。從中可以看到行良好。從中可以看到EDA技術(shù)的發(fā)展在一定程度上技術(shù)的發(fā)展在一定程度上是實(shí)是實(shí)現(xiàn)了軟硬件相結(jié)合。設(shè)計(jì)的過程相對(duì)簡(jiǎn)單且容易修改。現(xiàn)了軟硬件相結(jié)合。設(shè)計(jì)的過程相對(duì)簡(jiǎn)單且容易修改。u 本論文達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在無急車強(qiáng)通的情況下，若本論文達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在無急車強(qiáng)通的情

11、況下，若conld為高電平，系統(tǒng)恢復(fù)初始化狀態(tài)，若為高電平，系統(tǒng)恢復(fù)初始化狀態(tài)，若conld為低電為低電平，系統(tǒng)正常，交通燈按照預(yù)定順序循環(huán)點(diǎn)亮；在特殊情平，系統(tǒng)正常，交通燈按照預(yù)定順序循環(huán)點(diǎn)亮；在特殊情況下（急車通行），況下（急車通行），cond=“1”時(shí)，主干道和副干道切換時(shí)，主干道和副干道切換狀態(tài)，都變?yōu)榧t燈亮，直到急車通過后恢復(fù)到起始的狀態(tài)狀態(tài)，都變?yōu)榧t燈亮，直到急車通過后恢復(fù)到起始的狀態(tài)后，即主干道綠燈亮，副干道紅燈亮，然后按照平時(shí)規(guī)定后，即主干道綠燈亮，副干道紅燈亮，然后按照平時(shí)規(guī)定的順序循環(huán)點(diǎn)亮。的順序循環(huán)點(diǎn)亮。整理整理pptu大學(xué)本科的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束。在此，我大學(xué)本科的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束。在此，我要感謝所有曾經(jīng)教導(dǎo)過我的老師和關(guān)心過要感謝所有曾經(jīng)教導(dǎo)過我的老師和關(guān)