综合课程设计报告《基于FPGA的交通灯控制器设计》
学院：通信与电子学院
专业班级：电子科学与技术班
摘要
近年来，随着科技的飞速发展，FPGA的应用正在不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，FPGA往往作为一个核心部件来使用，正在不断的应用到实际生活中，并且根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。
交通灯控制器在城市交通监管中起着极其重要的作用。传统的
交通灯控制器基本是通过单片机或者PLC实现。本文介绍基于FPGA 技术和Quartus II开发平台实现十字路口交通灯控制器的的一种方案，实现了通过信号灯对路面状况的智能控制。从一定程度上解决了交通路口堵塞、车辆停车等待时间不合理、急车强通等问题。。利用VHDL硬件描述语言描述各模块程序，并在Quartus II环下进行编译、仿真，生成顶层文件后下载在FPGA器件FLEX EPF10K10LC84上进行验证。验证结果表明，设计基本实现了交通灯控制器所要求的控制过程，包括倒计时时间显示功能、特殊状态控制功能和主、支干道的红、黄、绿灯交替显示功能，表明本文所述的的设计方案正确。本文结合交通灯控制器的设计过程，简单介绍了硬件描述语言VHDL的结构模型和设计流程、 VHDL设计的优点及该语言在数字系统设计
中的美好前景和重要地位。
关键词：FPGA，交通灯控制器，QuartusⅡ，Verilog HDL
目录
摘要....................................................................................................................
1 FPGA/CPLD概述 (1)
2 系统分析与总体方案 (3)
2.1系统分析 (3)
2.2 设计的总体方案 (3)
3 硬件电路设计 (4)
3.1分频器设计 (4)
3.2 状态控制电路设计 (4)
3.3计数器设计 (5)
3.4译码显示电路设计 (5)
4 robei软件程序设计 (6)
4.1扫描显示模块 (6)
4.2状态转换模块 (7)
4.3总体设计........................................................... 错误！未定义书签。
4.4测试文件........................................................... 错误！未定义书签。
5 程序仿真与分析 (1)
5.1 仿真结果 (1)
5.2 仿真结果分析 (2)
6 心得体会 (3)
参考文献 (17)
附录 (18)
1 FPGA/CPLD概述
随着世界范围内城市化和机动化进程的加快，城市交通越来越成为一个全球化的问题。城市交通基础设施供给滞后于高速机动化增长需求，道路堵塞日趋加重，交通事故频繁，环境污染加剧等问题普遍存在。目前，全国大中城市普遍存在着道路拥挤、车辆堵塞、交通秩序混乱的现象，交通事故频发，这给人民的生命财产安全带来了极大的损失。如何解决城市交通问题已成为全社会关注的焦点和大众的迫切呼声。探究城市交通发展中存在问题的原因，无论是从宏观上还是从微观上分析，其根本原因在于城市交通系统的管理机制不适应。城市交通控制系（UTC ，Urban Traffic Control System）是现代城市智能交通系统（IDJ ，Intelligent transport system）的组成之一，主要用于城市道路交通的控制与管理。城市平交路口实现交通信号控制是城市交通管理现代化的基本标志之一，是提高交通管理效能的重要技术手段。路口信号控制器是控制交叉路口交通信号的设备，它是交通信号控制的重要组成部分。各种交通控制方案，最终都要由路口信号控制器来实现。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。伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车的数量在不断增加，EDA技术的发展和应用领域也在不断的扩大与深入，机械、电子、通信、航空航天、化工、矿产、生物、医学、军事等各个领域的重要性日益突出。利用EDA技术设计交通灯来完成这个需求就显的更加迫切，同样也是非常的实用和合理。
FPGA(现场可编程门阵列)和CPLD（复杂可编程逻辑器件）都是可编程逻辑器件，他们是在PAL,GAL等逻辑器件的基础上发展起来的。同以往的PAL,GAL
相比较FPGA/CPLD的规模比较大，它可以替代几十甚至几千块通用IC芯片。这样的FPGA/CPLD上就是一个子系统部件。这种芯片收到世界范围内电子工程设计人员的广泛关注和普遍欢迎。比较典型的就是Altera公司和Xilinx公司的CPLD 器件系列和FPGA器件系列，他们开发较早，占用了较大的PLD市场。
FPGA/CPLD芯片都是特殊的ASIC芯片，除了具有ASIC的特点外，还具有以下几个优点：
随着VLSI(超大集成电路)工艺的不断提高单一芯片内部可以容纳上百万个晶体管，FPGA/CPLD芯片的规模也越来越大，其单片逻辑门数已达上百万门，它
所实现的功能也越来越强，同时也可以实现系统集成，即片上系统SOC。
FPGA/CPLD芯片在出厂之前都做过百分之百的测试，不需要设计人员承担芯片风险和费用，设计人员只需在自己的实验室就可以通过相关的软硬件环境来完成芯片的最终功能设计。所以，FPGA/CPLD的资金投入就少，减少了潜在的花费。
用户可以反复的编程，擦除，使用或者在外围电路不动的情况下用不同软件就可实现不同的功能。FPGA/CPLD软件包中有各种输入工具和仿真工具，及版图设计工具和编程器等全线产品，电路设计人员在很短的时间内就可完成电路的输入，编译，优化，仿真，直至最后芯片的制作。当电路有少量的改动，更能显示FPGA/CPLD的优势。
在线可编程技术(ISP)使得使用FPGA/CPLD的产品可以做到远程升级。
2课程设计总体方案
2.1系统分析
通过分析可以知道，所要设计的十字路口交通灯控制电路要能够使南北、东西各四个灯（红、黄、绿），三个灯能够按顺序依次亮灭。而且要求绿灯亮转红灯亮之前要先转黄灯亮5秒，还要求三种灯的点亮时间能够以倒计时的形式显示出来。可以用verilog HDL 语言合理设计系统功能，使红黄绿灯的转换有一个准确的时间间隔和转换顺序。
使用基于FPGA 的方法具有周期短、使用灵活、易于修改等明显的优点。而且，随着FPGA 器件，设计语言和电子设计自动化工具的发展和改进，越来越多的电子系统采用FPGA 来设计。未来使用FPGA 器件设计的产品将出现在各个领域。因此此次的交通灯控制器将基于FPGA 的设计方案来实现所需要的功能。
2.2 设计的总体方案
根据设计要求和系统所具有功能，并参考相关的文献资料经行方案设计
画出如下所示的十字路口交通灯控制器系统框图，及为设计的总体方案，框图如下图3.1所示：
图2.2 系统的框图
CLK
时钟分频模块
交通灯控制及计时模块
扫描显示模块
LED 显示 数码管位码 数码管段码
3 硬件电路设计
3.1分频器设计
分频器实现的是将高频时钟信号转换成低频时钟信号，用于触发控制器、计数器和扫描显示电路。具体实物模块如图：
图3.1 分频器模块
3.2 状态控制电路设计
状态控制器的作用是根据计数器的计数值控制各方向上发光二极管的亮、灭，当计时时间到达，状态控制器就响应，自动跳转到下一个状态。此外，当检测到特殊情况（EMI =‘1’）发生时，无条件点亮红灯的二极管（急救灯按下EMI='1'，则东西南北都亮红灯，在这种状态下原来的状态必须保持，即东西南北方向定时时间保持不变。急救灯未按下或者按下后恢复，则继续计时（计时通过计数器ct），同时恢复东西南北原来灯的状态）。具体实物模块如图：
图3.2控制电路模块
3.3计数器设计
这里需要的计数器的计数范围为0-80。计到80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（EMI =‘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。
图3.3计数器模块
3.4译码显示电路设计
根据状态控制器所控制的状态和计数器的计时时间，选择当前状态下的显示器，使显示器输出当前状态下的数码管亮、灭指令，其中数码管的显示采用动态扫描显示。具体实物模块如图：
图3.4译码显示电路模块
4 robei软件程序设计
4.1扫描显示模块：
/********扫描显示***********/
parameter _0 = 7'b1000000,
_1 = 7'b1111001,
_2 = 7'b0100100,
_3 = 7'b0110000,
_4 = 7'b0011001,
_5 = 7'b0010010,
_6 = 7'b0000010,
_7 = 7'b1111000,
_8 = 7'b0000000,
_9 = 7'b0011000;
reg [6:0]rTen_SMG_Data;
initial begin
rTen_SMG_Data = 7'b0000000;
end
always @ ( posedge clk or negedge nrst )
if( !nrst )
begin
rTen_SMG_Data <= 7'b1111111;
end
else
case( ten_data )
4'd0 : rTen_SMG_Data <= _0;
4'd1 : rTen_SMG_Data <= _1;
4'd2 : rTen_SMG_Data <= _2;
4'd3 : rTen_SMG_Data <= _3;
4'd4 : rTen_SMG_Data <= _4;
4'd5 : rTen_SMG_Data <= _5;
4'd6 : rTen_SMG_Data <= _6;
4'd7 : rTen_SMG_Data <= _7;
4'd8 : rTen_SMG_Data <= _8;
4'd9 : rTen_SMG_Data <= _9;
endcase
/*********************************************/ reg [6:0]rOne_SMG_Data;
initial begin
rOne_SMG_Data = 7'b0000000;
end
always @ ( posedge clk or negedge nrst )
if( !nrst )
begin
rOne_SMG_Data <= 7'b1111111;
end
else
case( one_data )
4'd0 : rOne_SMG_Data <= _0;
4'd1 : rOne_SMG_Data <= _1;
4'd2 : rOne_SMG_Data <= _2;
4'd3 : rOne_SMG_Data <= _3;
4'd4 : rOne_SMG_Data <= _4;
4'd5 : rOne_SMG_Data <= _5;
4'd6 : rOne_SMG_Data <= _6;
4'd7 : rOne_SMG_Data <= _7;
4'd8 : rOne_SMG_Data <= _8;
4'd9 : rOne_SMG_Data <= _9;
endcase
/**********************************************************/ assign ten_smg_data = rTen_SMG_Data;
assign one_smg_data = rOne_SMG_Data;
/**********************************************************/ 4.2状态转换模块：
/************状态转换*************/
parameter state_0 = 2'b00,
state_1 = 2'b01,
state_2 = 2'b10,
state_3 = 2'b11;
reg [1:0]CS;
reg [1:0]flag;
reg [3:0]count_H , count_L;
reg [3:0]count_H1 , count_L1;
reg ECS;
reg[2:0]light_zhu; //light_zhu[0] ??light_zhu[1] ???light_zhu[2] ??
reg[2:0]light_zhi; //light_zhi[0] ??light_zhi[1] ???light_zhi[2] ??
initial begin
CS = 2'b00;
flag = 2'b00;
ECS = 1;
count_H = 4'b0000;
count_L = 4'b0000;
count_H1 = 4'b0000;
count_L1 = 4'b0000;
light_zhu = 3'b000;
light_zhi = 3'b000;
end
always @ ( posedge clk_1Hz or negedge nrst ) if(!ECS)
begin
ECS <= 1;
end
else
begin
if( !nrst )
begin
CS <= state_0;
flag <= 2'b00;
state_0_init;
end
else
case( CS )
state_0: if( flag == 2'b00 ) //状态0, 35s begin
if( !count_H && ( count_L == 4'b0110 ) ) //5s begin
flag <= 2'b01;
CS <= state_1;
state_1_init; //state_1
end
else if( !count_L )
begin
count_L <= 4'b1001;
count_H <= count_H-1;
end
else
begin
count_L <= count_L-1;
end
if( !count_L1 )
begin
count_L1 <= 4'b1001;
count_H1 <= count_H1-1;
end
else
begin
count_L1 <= count_L1-1;
end
end
state_1: if( flag == 2'b01 ) //状态1,5s
begin
if( !count_L )
begin
flag <= 2'b10;
CS <= state_2;
state_2_init; //状态2
end
else
begin
count_L <= count_L-1;
count_L1<=count_L;
ECS = 0;
end
end
state_2: if( flag == 2'b10 ) //状态2,25s
begin
if( !count_H && ( count_L == 4'b0110 ) ) //5s begin
flag <= 2'b11;
CS <= state_3;
state_3_init; //state_3
end
else if( !count_L )
begin
count_L <= 4'b1001;
count_H <= count_H-1;
end
else
begin
count_L <= count_L-1;
end
if( !count_L1 )
begin
count_L1 <= 4'b1001;
count_H1 <= count_H1-1;
end
else
begin
count_L1 <= count_L1-1;
end
end
state_3: if( flag == 2'b11 ) //状态3,5s
begin
if( !count_L )
begin
flag <= 2'b00;
CS <= state_0;
state_0_init; //状态0
end
else
begin
count_L <= count_L-1;
count_L1 <= count_L;
ECS = 0;
end
end
default: begin
flag <=2'b00;
CS <= state_0;
end
endcase
end
/*************************************/
task state_0_init;
begin//主干道绿灯45秒只干道
count_H <= 4'b0100; //高位为4
count_L <= 4'b0101; //低位为5
count_H1 <= 4'b0101; //高位5
count_L1 <= 4'b0000; //低位0
light_zhu <= 3'b100; //light_zhu[0]:0 , light_zhu[1]:0 , light_zhu[2]:1 light_zhi <= 3'b001; //light_zhi[0]:0 , light_zhi[1]:0 , light_zhi[2]:1 end
endtask
/*************************************/
/*************************************/
task state_1_init;
begin//黄灯5秒
count_H <= 4'b0000; //高位为0
count_L <= 4'b0101; //低位为5
count_H1 <= 4'b0000;
count_L1 <= 4'b0101;
light_zhu <= 3'b010;
light_zhi <= 3'b001;
end
endtask
/*************************************/ task state_2_init;
begin//主干道红灯25秒
count_H <= 4'b0010; //高位为2
count_L <= 4'b0101; //低位为5
count_H1<= 4'b0010; //高位为3
count_L1 <= 4'b0000; //低位为0
light_zhu <= 3'b001;
light_zhi <= 3'b100;
end
endtask
/*************************************/ task state_3_init;
begin//5秒黄灯
count_H <= 4'b0000; //高位为0
count_L <= 4'b0101; //地位为5
count_H1 <= 4'b0000;
count_L1 <= 4'b0101;
light_zhu <= 3'b001;
light_zhi <= 3'b010;
end
endtask
/**************************/
assign one_data = count_L;
assign ten_data = count_H;
assign one_data1 = count_L1;
assign ten_data1 = count_H1;
assign led_zhu = light_zhu;
assign led_zhi = light_zhi;
/**************************/
4.3总体设计：
4.4测试文件：
reg clk_signal;
initial begin
clk_signal=0;
clk=0;
nrst=0;
#1
nrst=1;
#500 $finish;
end
always begin
#1 clk_signal=~clk_signal; clk=clk_signal;
end
5 程序仿真与分析5.1 仿真结果
利用robei软件对本程序进行编译，生成了可以进行仿真定时分析以及下载到可编程器件的相关文件。仿真结果如下图所示：
总体：
主干道：
支干道：
5.2 仿真结果分析
通过写测试文件设置仿真时间，就可以得到如上所示的仿真波形图。由仿真波形图可以看出波形是由clk信号触发而显示出各个状态的。nrst低电平信号输入时，所有交通灯都变为红灯状态。由仿真波形图还可以清楚的看出各时间段每个交通灯的状态。
要得到正确的仿真波形图就不许设定合适的时间信号clk值。如果clk值设置的太小则交通灯状态变化得太快无法分辨，如果clk值设置得太大则交通灯状态转换缓慢，效果不明显。其次，要设定clk高低电平的时间，如果没有设定clk脉宽就不可能触发而得到仿真图。最后，就是要设置nrst高电平信号。
心得体会
首先在这里，要感谢詹华群老师的授课和小强同学的指导，感谢学院开设《基于FPGA的交通灯控制器设计》这门课程设计，给了我们一次充分锻炼，将理论知识付诸实践的机会。刚开始对FPGA都不怎么熟悉对robei软件也不怎么熟悉，还以为这次交通灯控制器的设计是跟我们做的EDA用QuartusII做的交通灯实验差不多，但经过一番了解还是发现有许多不同，只能说是相互关联。
大学三年，我们学习了很多工程技术的知识，做过一些专业实训和实验，但却经常性的忽视在这些课程中的课程设计这个关键环节，认为它们只不过是走过场，抄抄代码，写写报告就够了。其实不然，课程设计本身就是一次做项目的经历，它要求你严格按照项目规程操作，在时间和进度上，都要有项目意通过这段时间老师对本次课程设计的讲解和自己对robei的熟悉和学习，发现了自己EDA上的很多不足，发现了很多知识上的漏洞。同时也看到了自己的实践经验还是比较缺乏，理论联系实际的能力还急需提高。
这次课程设计让我学到了很多，不仅是巩固了先前学的quartus的使用，而
且也学会了新的robei软件的使用，通过两个软件的对比更进一步加强了对FPGA 工作原理的理解、提升的自己对verilog的编程能力。
还有一点是我们做任何事情都无法缺少的，那就是细心认真、耐心调试。很多知名的程序在正式发布之前都会有α、β等测试版本，为的就是在反复的试验中发现那些程序员无法发现的小BUG。此次设计我们就深深地体会到了，由于编程的时候没有做到足够的细心，导致一串代码弄混了。但是密密麻麻的英文字母混在一起，我始终没有发现。最终在调试的时候，就出现了问题。只知道出现了问题，就是不知道到问题的根源在哪里，好长时间都没有找出问题的所在。这也让我真正的明白了，科学的严谨性，它不允许出半点去对待差错，否则后果会是比较麻烦的。
通过分析将交通灯控制系统分为四个模块：分频模块、计时模块、控制模块和显示译码模块。信号灯在计数器的计数信号的控制下各个工作状态之间的转换非常明确，所以可利用状态机来对控制模块进行设计。计数器采用倒计时的方式，由于使用7段数码显示器来模拟时间显示，所以需要将计时模块的输出信号转化为数码显示器的驱动信号，中间涉及到十进制和二进制之间的转换。
在设计中采用Verilog HDL语言设计交通灯控制系统, 借助其功能强大的语言结构, 简明的代码描述复杂控制逻辑设计, 与工艺无关特性, 在提高工作效率的同时达到求解目的, 并可以通过Verilog HDL 语言的综合工具进行相应硬件电路生成, 具有传统逻辑设计方法所无法比拟的优越性。
在设计过程中，觉得最难的部分是波形仿真部分，虽然程序编译通过但仿真却比较难实现正确的波形，不是计数器无法正常计数，就是控制输出无法进入到下一个状态，每次出现问题就必须返回重新修改程序。实践证明，在编写一个较复杂的程序时，一开始一定要先把各个模块分析透彻，弄清楚各个功能及实现它们的逻辑算法，做到心中有数后在开始下笔写编写程序。
从理论到实践都使我学到了很多东西，它不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。同时也明白了理论与实践相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。
参考文献
1．康华光主编，《电子技术基础-数字部分》，高等教育出版社，1998。2．谭会生等主编，《EDA技术及应用》，西安电子科技大学出版社，2001
3．彭介华，《电子技术课程设计指导》高等教育出版社.2000
4．雷伏容主编，《VHDL电路设计》，清华大学出版社，2006
5．潘松等主编，《EDA技术实用教程》，科学出版社，2006
6. 潘松主编，《EDA技术与verilog HDL》，清华大学出版社，2010
7. 冯涛等主编，《可编程逻辑器件开发技术：MAX+plusⅡ入门与提高》，人民邮电出版社，2012
8.杨捷，蒋炜华，马临超.基于VHDL语言的交通灯控制器设计河南机电高等专科学校学报, 2008, 16(3): 102-105.
9.文畅. 基于FPGA/CPLD和VHDL语言的交通灯控制系统设计[J]. 电脑知识与术,
10.张淑骅. 基于FPGA的交通灯的VHDL设计[J]. 电力与能
源, 2007(19): 478-479. [8]张红润. FPGA/CPLD应用设计[M]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 2009.
11.吴慎将, 李党娟. 智能交通灯控制器的设计[J]. 中国科技核心期
刊, 2010, 29(11): 51-53.
12.邱磊, 肖兵. 基于VHDL语言的立通灯控制器设计[J]. 福建电脑: 2004(12): 76-77.
目录 摘要 ............................................................. I 1 前言 (1) 2 交通红绿灯控制电路的发展与技术现状 (2) 2.1 交通控制系统以及交通红绿灯控制电路的发展现状 (2) 2.2 智能交通红绿灯控制电路技术的现状 (3) 3 VHDL、FPGA、Quartus ii简介 (5) 3.1 VHDL简介 (5) 3.1.1 VHDL简介 (5) 3.1.2 VHDL语言的特点 (6) 3.2 FPGA简介 (8) 3.2.1 PLD器件的设计特点 (8) 3.2.2 FPGA的基本结构 (10) 3.2.3 采用FPGA设计逻辑电路的优点 (11) 3.3 Quartus II 的简介 (12) 4 具体方案论证与设计 (13) 4.1 具体方案论证 (13) 4.2系统算法设计 (15) 4.3 具体电路原理图 (16) 4.4 电路仿真图 (16) 5 实验结果 (17) 总结 (18) 参考文献 ......................................... 错误！未定义书签。附录： .. (19)
基于FPGA的十字路口交通信号灯 摘要 本文主要介绍十字路口交通灯控制器的设计。首先，介绍交通控制系统以及交通红绿灯控制电路的发展现状；然后采用硬件描述语言进行的交通灯控制器设计。重点介绍了控制系统各部分的设计，以及各个模块之间的同步处理。为了克服交通信号灯控制系统传统设计方法的弊端,更加适应城镇交通现状,利用VHDL语言、采用层次化混合输入方式,设计了具有3种信号灯和倒计时显示器的交通信号灯控制系统,在 QuartusⅡ下进行仿真,并下载到FPGA中制作成实际的硬件电路进行了模拟运行.使用该方法设计的交通灯控制系统电路简单、运行可靠、易于实现,可实现对交通信号的控制和显示功能。 关键词 FPGA;QUARTUS ii;HDPLD；十字路口交通灯控制器; Based on FPGA intersection traffic lights Abstract This paper describes the design of intersection traffic signal controller.First, the introduction of traffic control systems and traffic light control circuit of the development status; then using language designed for the traffic light controller.Focus on various parts of the control system
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评阅及答辩（1 周） 指导教师：年月日系主任审查意见： 审批人：年月日 注：设计任务书审查合格后，发到学生手上。 ××××大学××××××××学院20XX年制
摘要正文略 关键词：关键词；关键词；关键词；关键词（关键词之间分号隔开，并加一个空格）
Abstract 正文略 Keywords: keyword; keyword; keyword; keyword
fpga毕业设计开题报告 FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列，它是在PAL、GAL、CPLD等可编程器件的基础上进一步发展的产物。以下是fpga毕业设计，欢迎阅读。 1选题目的意义和可行性 在这个时间就是金钱的年代里，数字电子钟已成为人们生活中的必需品。目前应用的数字钟不仅可以实现对年、月、日、时、分、秒的数字显示，还能实现对电子钟所在地点的温度显示和智能闹钟功能，广泛应用于车站、医院、机场、码头、厕所等公共场所的时间显示。随着现场可编程门阵列( field program-mable gate array ，FPGA) 的出现，电子系统向集成化、大规模和高速度等方向发展的趋势更加明显，作为可编程的集成度较高的ASIC，可在芯片级实现任意数字逻辑电路，从而可以简化硬件电路，提高系统工作速度，缩短产品研发周期。故利用FPGA这一新的技术手段来研究电子钟有重要的现实意义。设计采用FPGA现场可编程技术，运用自顶向下的设计思想设计电子钟。避免了硬件电路的焊接与调试，而且由于FPGA的I /O 端口丰富，内部逻辑可随意更改，使得数字电子钟的实现较为方便。本课题使用Cyclone EP1C6Q240的FPGA器件，完成实现一个可以计时的数字时钟。该系统具有显示时、分、秒，智能闹钟，按键实现校准时钟，整点报时等功能。满足人们得到精确时间以及时间提醒的需求，方便人们生活。 2 研究的基本内容与拟解决的主要问题 2.1研究的基本内容 数字时钟是采用电子电路实现对时间进行数字显示的计时
装置，由于数字集成电路的发展和石英晶体振荡器的广泛应用，使得数字钟的精度不断提高。 数字时钟系统的实现有很多，可以利用VerilogDHL语言在Quartus II里实现时、分、秒计数的功能。在芯片内部存储器设24个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。数字时钟首先是秒位（共8位）上按照系统时钟CLK进行计数，存储器内相应的秒值加1；若秒位的值达到60（110000），则将其清零，并将相应的分位（共8位）的值加1；若分值达到60（110000），则清零分位，并将时位（共8位）的值加1；若计数满24（100100）后整个系统从0开始重新进行计数。 本设计使用Cyclone EP1C6Q240的FPGA器件为核心，通过编写程序，完成此电子时钟的主要功能显示时，分，秒，以及通过按键实现校准时钟主要功能，使用LED液晶屏显示，分别显示时，分，秒。并且能够实现附加功能----闹铃设置功能和整点报时。 2.2 拟要解决的问题 本设计电子钟系统功能简单，用Cyclone EP1C6Q240的FPGA器件为核心，通过编写程序，完成此电子时钟的主要功能。 本课题主要解决以下问题： (1) 学习VerilogDHL语言、运用Quartus II环境进行程序设计。 用VerilogDHL语言能进行综合的电路设计，也可用于电路的仿真；设计的 规模是任意的，语言不对设计规模施加任何限制；内置各种基本的逻辑门。便于改进和扩充，有利于本系统的研制，并使其性能更完备的。
毕业设计 题目模拟交通灯 系别电气工程系 专业电气自动化技术 班级电气0801班 姓名 学号 指导教师 日期 2010年12月
设计任务书 设计题目： 模拟交通灯 设计要求： 1.用单片机组成模拟交通灯系统，设计硬件电路及相应软件。 2.在十字路口的两个方向上各设一组红绿黄灯,显示顺序为：其中一个方向是绿灯、黄灯、红灯,另一个方向是红灯、绿灯、黄灯。 3.设置一组数码管,以倒计时的方式显示允许通过或禁止通行的时间,其中左转灯、绿灯、黄灯、红灯的持续时间分别是15S、30S、3S、48S。 4.当各条路上任意一条出现特殊情况,例如消防车、救护车或其他需要优先放行的车辆时,各方向上均是红灯亮,倒计时停止,且显示数字在闪烁,当特殊运行状态结束后,控制器恢复原来状态,继续正常运行。 设计进度要求： 第一周：确定题目，查阅有关资料； 第二周：查阅资料，收集资料； 第三周：列出设计思路； 第四周：硬件电路的设计； 第五周：软件程序的设计； 第六周：软件程序的仿真与调试； 第七周：打印毕业论文； 第八周：毕业答辩 指导教师（签名）：
摘要 设计以单片机为核心部件的模拟交通灯，利用74LS244作为断码驱动器，74LS07作为位码驱动，LED七段数码管作为计时显示用，用发光二极管指示交通的通行，用按键进行紧急事件的发生，使两个方向都亮红灯，绿灯亮通行，红灯亮停止通行。 本设计利用定时器进行定时，使定时器工作于方式一定时50ms，配合软件计数器，调用中断程序使定时器定时20次，达到定时1S的目的，同时调用显示程序，显示到计时的时间，用单片机Intel89S51作为核心部件,8路74LS244总线驱动器作为字形驱动芯片和6路驱动74LS07位选码作为中心器件来设计交通灯控制器，实现了交通灯的控制，显示时间直接通过89S51的P0、P1口输出；交通灯信号通过P3口输出；本交通灯系统简单，实用性强，成本低，使用维护方便，软件功能强，运行稳定可靠等优点。 关键词：单片机，交通灯，位码，段码，显示
太原科技大学 毕业设计（论文）任务书化学与生物工程学院机电一体化专业10级3班设计人（作者）：徐今 同组人：徐今吉武师海斌韩志刚 王煜贺斌兰晓江邢超斌一．毕业设计（论文）题目: 智能交通灯 二．原始数据（材料）： （1）单片机LED灯显示设计 （2）用实验室模块演示 （3）软件protus仿真演示 （4）亚龙实验平台
目录 摘要------------------------------------1 AT89C51单片机简介----------------------2 一、设计目的---------------------------4 二、设计目标---------------------------4 三、设计任务---------------------------5 四、设计内容---------------------------6 （1）指示灯燃亮的状态----------------------6（2）设计并绘制硬件电路图。-------------7（3）设计程序流程图---------------------8（4）编程-------------------------------9 五、交通管理方案----------------------10 六、结束语----------------------------11 七、参考文献--------------------------13
摘要 交通在人们生活中占有重要地位，随着人们社会活动的日益频繁，这点更是体现的淋漓尽致。交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏导交通流量，提高道路通行能力，减少交通事故，有明显的效果。近年来，随着科技的飞速发展，单片机的应用不断深入，同时带动传统控制检测技术日益更新和自动控制的单片机应用系统中。单片机往往作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构软硬件结合，加以完善。 本系统采用单片机AT89C51为中心器件，来设计交通灯控制器系统实用性强，操作简单，扩展性强。本设计就是采用单片机模拟十字路口交通灯的各种状态显示。本设计系统由单片机I/O口扩展系统、交通灯状态显示系统、复位电路等其它部分组成。较好的模拟实现了十字路口可能出现的交通情况。 关键字：电子线路、AT89C51、交通灯
引言 随着城乡的经济发展，车辆的数量在迅速的增加，交通阻塞的问题已经严重影响了人们的出行。 现在的社会是一个数字化程度相当高的社会，很多的系统设计师都愿意把自己的设计设计成集成电路芯片，芯片可以在实际中方便使用。随着EDA技术的发展，嵌入式通用及标准FPGA器件的呼之欲出，片上系统(SOC)已经近在咫尺。FPGA/CPLD 以其不可替代的地位及伴随而来的极具知识经济特征的IP芯片产业的崛起，正越来越受到业内人士的密切关注。FPGA就是在这样的背景下诞生的，它在数字电路中的地位也越来越高，这样迅速的发展源于它的众多特点。交通等是保障交通道路畅通和安全的重要工具，而控制器是交通灯控制的主要部分，它可以通过很多种方式来实现。在这许许多多的方法之中，使用FPGA和VHDL语言设计的交通灯控制器，比起其他的方法显得更加灵活、易于改动，并且它的设计周期性更加短。 城市中的交通事故频繁发生，威胁着人们的生命健康和工作生活，交通阻塞问题在延迟出行时间的同时，还会造成更多的空气污染和噪声污染。在这种情况下，根据每个道路的实际情况来设置交通灯，使道路更加通畅，这对构建和谐畅通的城市交通有着十分重要的意义。
第一章软件介绍 1.1 QuartusⅡ介绍 本次毕业设计是基于FPGA下的设计，FPGA是现场可编程门阵列，FPGA开发工具种类很多、智能化高、功能非常的强大。可编程QuartusⅡ是一个为逻辑器件编程提供编程环境的软件，它能够支持VHDL、Verilog HDL语言的设计。在该软件环境下，设计者可以实现程序的编写、编译、仿真、图形设计、图形的仿真等许许多多的功能。在做交通灯控制器设计时选择的编程语言是VHDL语言。 在这里简单的介绍一下QuartusⅡ的基本部分。图1-1-1是一幅启动界面的图片。在设计前需要对软件进行初步的了解，在图中已经明显的标出了每一部分的名称。 图 1-1-1 启动界面 开始设计前我们需要新建一个工程，首先要在启动界面上的菜单栏中找到File，单击它选择它下拉菜单中的“New Project Wizard”时会出现图1-1-2所显示的对话框，把项目名称按照需要填好后单击Next，便会进入图 1-1-3 显示的界面。
重庆大学本科学生毕业设计（论文） 浅析环境心理学在现代商业展示设计中的运用 学生：崔海侠 学号：20070309 指导教师：杨定强 专业：艺术设计（视觉传达方向） 重庆大学艺术学院 二O一一年六月
Graduation Design(Thesis) of Chongqing University Analyses the Environmental Psychology Application of Modern Commercial Display Design Undergraduate: Cui Haixia Supervisor:Yang Dingqiang Major:ArtDesign(visualcommunication direction) College of Arts Chongqing University June 2011
摘要 随着展示设计学科的不断完善，环境心理学在展示设计中的重要作用日益显现，并且成为现代展示设计人性化设计的指导理论之一。是为了了解人在不同展示环境下的心理和行为，科学而艺术地把握展示环境设计中各要素关系，创造符合人们心理需要的展示空间环境。环境心理学在展示设计中的应用，与以往相比，更加强调“以人为本”的设计理念，强调以人的感受作为设计的终极目标。我们研究人在环境中的行为、心理及它们之间的关系和相互作用的目的就在于：了解生活中人们的行为、心理倾向，从而使我们对人环境的关系、对怎样创造展示空间环境，都应具新的更为深刻的认识，使其及时地反馈到我们展示空间的设计中去，合理的组织空间，设计好界面、颜色和光照，创造出功能合理、舒适优美、满足人们物质和精神生活需要的展示环境。 关键词：环境心理学展示设计
毕业论文Array 基于FPGA的四层电梯控制系统设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
南京工程学院Array课程设计说明书(论文) 题目带数码管显示的交通灯模拟控制系统设计 课程名称微机原理及应用 院系 专业 班级 学生姓名 学号 设计地点 指导教师 设计起止时间：2013年12月23日至2017年12月27日 目录 一、方案说明 (2) 1、硬件设计 (2) 1.1、硬件接线图 (2)
1.2、主机接线说明 (3) 2、软件设计 (3) 2.1、程序流程图 (4) 二.源程序清单 (5) 三、调试现象 (10) 四、心得体会 (12)
一、设计说明 硬件方面：8253产生1HZ的方波，脉冲到8259的IR1端，产生中断，调中断服务子程序。在加入紧急车道后，单脉冲（）连到8259的IRO端，产生一个高级的中断请求信号。 软件方面：主程序先对各个硬件初始化，在开CPU中断，然后空操作，等待中断。执行低级中断（IR1）时，8255的PA口负责选数码管，PB口负责显示数字，用查表法可查到0~9的数码管编码。 采用循环扫描方法，人眼即可看到连续的二位数。当倒计时减到零时，对红绿灯取反。若
手动上下拨动单脉冲（）一次，则产生一个高级中断（IR0），程序转而执行此中断处理程序，处理完后返回继续执行低级中断（IR1）。 1、硬件设计 1.1、硬件接线图 1.2连线说明： C5区：CS、A0、A1————A3区：CS3、A0、A1
C5区：OUT0————C5区：CLK1 C5区：GATE0、GATE1————C1区：VCC C5区：CLK0————B2区：2M C5区：OUT1————B3区：IR1 B3区：CS、A0————A3区：CS2、A0 B3区：INT、INTA————ES8688：INTR、INTA B3区：IR0————B2区：单脉冲（） B4区：CS、A0、A1————A3区：CS1、A0、A1 B4区：PA口、PB口————G5区：C口、B口B4区：PC口———— G6区：JP65（LED灯） 1.3实物连线图 2、软件设计
《单片机微机原理及应用》 题目：模拟交通灯的设计 专业：测控技术与仪器 班级： 姓名： 姓名： 姓名： 姓名： 指导老师: 2015年1月10日
目录 1、设计任务 (3) 2、模拟交通灯控制系统工作原理 (4) 2.1 模拟交通灯控制系统的工作原理 (4) 3、设计基本要求和步骤 (5) 3.1 基本要求 (5) 3.2 设计思路 (5) 3.2 设计步骤 (5) 4、硬件和软件设计 (7) 4.1 交通灯控制系统硬件框图 (7) 4.2 硬件电路图 (9) 4.3 程序流程图 (10) 5、心得体会 (13) 6、附录 (14) 5.1 汇编语言源程序 (14) 5.2 模拟交通灯仿真效果图 (18)
1、设计任务：模拟交通灯的设计 1.1、模拟交通灯控制系统的总体方案设计 本设计研究的是基于AT89C51单片机的交通灯智能控制系统的设计原理及阐述。主控系统采用AT89C51单片机作为控制器，控制通行倒计时及直行、行人的通行，占用端口少，耗电也最小。系统电源采用独立的+5V稳压电源，有各种成熟电路可供选用，使此方案可靠稳定。该设计精简并优化了电路。结合实际情况，显示界面采用点阵LED数码管动态扫描的方法，满足了倒计时的时间显示输出和状态灯提示信息输出的要求，减少系统的复杂度。
2、交通灯控制系统工作原理 2.1、交通灯控制系统工作原理 本系统运用单片机对交通灯控制系统实施控制，通过直接控制信号灯的状态变化，指挥交通的具体运行，运用了LED数码管显示倒计时以提醒行驶者，更添加了盲人提示音电路，方便视力障碍群体通行，更具人性化。在此基础上，加入了特种车辆自动通行控制模块和车流量检测电路为系统采集数据，经单片机进行具体处理，及时调整通行方向。由此，本设计系统以单片机为控制核心，构成最小系统，根据特种车辆自动通行控制模块、车辆检测模块和按键设置模块等产生输入，由信号灯状态模块，LED倒计时模块输出。系统进入工作状态，LED数码管实时显示数据倒计时，执行交通灯状态显示控制，在此过程中若有控制信号和实时车流量检测信号，可对异常状态进行实时控制，随时调用中断，达到修正通行时间满足不同时间不同路况的需求。
以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 题目：十字路口交通灯的设计与调试 院系：机电工程 专业：应用电子技术 班级：应用电子技术（3）班 学号： 学生：晁祥义 辅导老师：李鸿征2013年5月29号
摘要 PLC可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。据统计,可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为,可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一,PLC、机器人、CADCAM将成为工业生产的三大支柱。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性,同时其内部定时器资源十分丰富,可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制,特别对多岔路口的控制可方便地实现。因此现在越来越多地将PLC应用于交通灯系统中。同时,PLC本身还具有通讯联网功能,将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理,可缩短车辆通行等候时间,实现科学化管理. 关键词：交通灯 PLC 程序设计 目录
第一章 PLC的特点及应用 1.1 概述 可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。 1.2 PLC的特点 1可靠性高，抗干扰能力强； 2 通用性高，使用方便； 3程序设计简单，易学，易懂； 4采用先进的模块化结构，系统组合灵活方便； 5系统设计周期短； 6安装简便，调试方便，维护工作量小； 7对生产工艺改变适应性强，可进行柔性生产；
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）
1 绪论 今天，红绿灯安装在各个路口上，已经成为指挥交通车辆最普遍的交通技术。但是这种技术早在19世纪就已经出现了。 世界上最早的交通信号灯出现于1858年，在英国伦敦道口上安装了以燃煤气为光源的红，蓝两色的机械扳手式交通信号灯，用以指挥车辆的通行。接着1868年，在英国伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，出现了世界上最早的煤气红绿灯。再到20世纪初，美国出现了以电气启动的红绿灯，这种红绿灯由红黄绿三种颜色圆形的投光器组成。红灯亮表示禁止车辆通行，绿灯亮表示允许车辆通行，黄灯闪烁表示警告。到了20世纪中期相继出现了带有各种红外线的红绿灯、压力探测红绿灯、扩音器红绿灯等各种交通信号灯。 交通信号灯的出现，使交通规则得到了很大的改善，对于车辆的管理和通行，交通事故的发生得到了明显的减少。1968年，联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种交通信号灯做了明确的规定。绿灯表示通行，在绿灯下，车辆向相应的方向行驶，除非另一种标志禁止某一种转向。红灯表示禁止，在红灯下，车辆必须在相应的停车线后停车。黄灯表示警告，在黄灯下，已经穿越停车线的车辆和行人应继续向前，而为超出停车线的车辆在停车线后等待。对于左转和右转的车辆在通过道口时，应先让在道口上行驶的车辆或者人行道行走的行人优先通行。 随着经济的快速发展，交通运输中出现了一些传统方法难以解决的问题。如：道路拥堵、塞车、交通事故等现象越来越严重，直接造成的经济损失也越来越大，而且还在以一定的速率在不断的增长。由于人民生活水平的提高，人们对交通安全也提出了更高的要求。在交通中管理引入单片机交通灯控制代替交管人员在交叉路口服务，提高交通的管理质量和服务要求，同时也提高了交通运输的安全性。并在一定程度上尽可能的降低由道路拥堵造成的经济损失，同时也大大的降低了人力资源的消耗。 中国是世界人口大国，而中国的车辆也在不断的增加，交通灯的管理控制更是起着重要的作用，而智能交通灯的出现更是发挥了他举足轻重的低位。它不仅可以替代了更多的人力资源，从而也带来了更多的经济和社会效益，为创造美好城市发挥着更大的作用。
武汉轻工大学 毕业设计外文参考文献译文本 2013届 原文出处：from Vin Skahill.VHDL for Programmable Logic page 76-88 毕业设计题目：基于FPGA的数字频率计设计 院（系）：电气与电子工程学院 专业名称：电子信息科学与技术 学生姓名： 学生学号： 指导教师：
Introduction of digital frequency meter Digital Frequency is an indispensable instrument of communications equipment, audio and video, and other areas of scientific research and production . In addition to the plastic part of the measured signal, and digital key for a part of the show, all the digital frequency using Verilog HDL designed and implemented achieve in an FPGA chip. The entire system is very lean, flexible and have a modification of the scene. 1 、And other precision measuring frequency Principle Frequency measurement methods can be divided into two kinds: (1) direct measurement method, that is, at a certain time measurement gate measured pulse signal number. (2) indirect measurements, such as the cycle frequency measurement, VF conversion law. Frequency Measurement indirect measurement method applies only to low-frequency signals. Based on the principles of traditional frequency measurement of the frequency of measurement accuracy will be measured with the decline in signal frequency decreases in the more practical limitations, such as the accuracy and frequency of measurement not only has high accuracy, but also in the whole frequency region to maintain constant test accuracy. The main method of measurement frequency measurement Preferences gated signal GATE issued by the MCU, GATE time width on the frequency measurement accuracy of less impact, in the larger context of choice, as long as the FPGA in 32 of 100 in the counter b M Signals are not overflow line, in accordance with the theoretical calculation GATE time can be greater than the width Tc 42.94 s, but due to the single-chip microcomputer data processing capacity constraints, the actual width of less time, generally in the range of between 0.1 s choice, that is, high-frequency, shorter gate;, low gate longer. This time gate width Tc based on the size of the measured frequency automatically adjust frequency measurement in order to achieve the automatic conversion range, and expanded the range of frequency measurement; realization of the entire scope of measurement accuracy, reduce the low-frequency measurement error. The design of the main methods of measuring the frequency measurement and control block diagram as shown in Figure 1. Figure 1 Preferences gated signal GA TE issued by the MCU, GA TE time width of less frequency measurement accuracy, in the larger context of choice, as long as the FPGA in 32 of 100 in the counter b M
模拟交通灯单片机课程设计
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目录 第一章概述?错误!未定义书签。 1.1设计目的?错误!未定义书签。 1.2 设计要求?错误!未定义书签。 1.3 实用价值与理论意义?错误!未定义书签。 第二章系统硬件设计?错误!未定义书签。 2.1系统电路设计框图?错误!未定义书签。 ２. ２系统主要硬件需求介绍 ..................................... 错误!未定义书签。 2. 3系统电力模块图?错误!未定义书签。 2.4系统电路图?错误!未定义书签。 第三章系统软件设计 ................................ 错误!未定义书签。 3.1 在正常情况下交通灯控制程序流程 ....................... 错误!未定义书签。 ３.2源程序清单与注释?错误!未定义书签。 第四章仿真结果?错误!未定义书签。 4.1正常情况的仿真图?错误!未定义书签。 第五章课程设计总结 ................................ 错误!未定义书签。 参考文献?错误!未定义书签。
第一章概述 目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IＣ卡，民用豪华轿车的安全保障系统,录象机、摄象机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此,单片机的学习、开发与应用必须重视。 伴随着社会的发展以及人类生活水平的提高,汽车数量在逐年递增,交通问题不得不引起人们的重视。早在18５8年,英国伦敦在主要街头安装了以燃煤气为光源的红蓝两色的机械扳手式信号灯，用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。信号灯的出现,是交通得以有效管制,对于疏导交通流量，提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断深入,同时带动传统控制检测技术日益更新。在实时监测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往作为一个核心部件来使用,紧单片机方面知识是不够的,还应根据具体结构软硬件结合,加以完善。 目前交通灯的问题日益突出,单单依靠人力来指挥交通已经不可行了，所以,设计单片机来完成这个需求就显得越加迫切了。本设计的意义在于通过具体控制系统的设计,掌握微机控制系统设计的一般方法和处理问题的思路，特别是一些常用的技术手段。使大家能在实践教学环节中,积累设计经验，开阔思维空间，全面提高个人的综合能力。 1.1 设计目的 通过对模拟交通灯控制系统的制作，掌握定时器应用。 1.２设计要求 利用AＴ89Ｓ51单片机控制交通灯，实现三种情况下的控制： 正常情况下双方向轮流点亮交通灯,如表所示。
中文摘要 传统的交通灯控制系统大多是由数字电路来实现的，交通灯控制系统稳定性可靠性与抗干扰能力较差，随着社会经济的发展，数字电路交通灯越来越不能满足日益增长的交通压力，因此必须寻求一种新的方法来取代这种复杂而工作不稳定的控制系统。 随着科技的发展，可编程控制器(PLC )的功能日益完善，可编程控制器已作为一种以微电脑技术为核心的自动控制装置，已被广泛应用于机械制造、冶金、化工、能源等各种行业。它可靠性高、功能完善、抗干扰能力强，具有结构简单、重量轻等优点，是一种用于工业环境及过程控制的数字运算操作的电子系统。采用PLC控制交通信号灯，主要是考虑其具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的“渐进式”信号灯进行精确控制，特别是方便地实现多岔路口的控制。由于PLC本身具有通信联网功能，可将同一条道路上的信号灯组成一局域网进行统一调度管理，可缩短车辆通行等候时间，实现科学化管理。 在实际应用中，采用PLC控制城市交通信号灯，能根据不同的路况要求，随时修改控制程序，以改变各信号灯的工作时间和工作状况。与继电器或逻辑电路控制系统相比，PLC控制系统具有更高的可靠性、灵活性和经济实用性。本论文就是运用PLC原理来实现对十字路口的交通灯的控制，介绍了基于PLC 在交通系统的运用，系统介绍了PLC的基本原理。
关键词:交通灯控制系统；可编程控制器（PLC）；十字路口；科学化管理；稳 定性；可靠性 ABSTRACT The traditional traffic control system is mostly by digital circuit, traffic control system stability reliability and anti-interference ability is bad, With the development of society and economy, and digital circuit traffic lights to meet the growing traffic pressure, therefore, must seek a new method to replace the complex and working stability of the control system. With the development of science and technology, the programmable logic controller (PLC) function, the programmable controller has, as a kind of microcomputer technology as the core in automatic control equipment, has been widely used in mechanical manufacturing, metallurgy, chemical, energy, etc. It has high reliability, complete functions, strong anti-jamming capability, with simple structure, light weight, it is a kind of process control for industrial environment and the number of operating system. PLC control traffic lights, mainly is for use with the consideration of the characteristics of strong adaptability to environment, and its internal timer resources are very rich, but for now the widespread use of "progressive" light accurately control, particularly easily realize more control of the cross-roads. Because of PLC network communication function, has the same path can be composed of a