EDA交通灯设计

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”。

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。

实验五交通灯控制器设计一、实验目的（1）进一步熟练EDA设计流程、系统仿真及硬件测试分析。

（2）学会用分层次设计的方法设计交通灯控制器。

（3）掌握动态数码管的原理，学会用VHDL语言编程使用数码管。

（4）学习较复杂数字电路系统的设计。

二、实验内容与要求一条主干道，一条乡间公路，组成十字路口，要求保证主干道先通行，有MR（主红），MY（主黄），MG（主绿），CR（乡红），CY（乡黄），CG（乡绿）。

六盏交通灯需要控制；交通灯由绿变红有4秒黄灯亮的时间间隔，由红到绿没有时间间隔；系统有MRCY、MRCG、MYCR、MGCR四个状态；乡间公路右侧各埋有一个传感器，当有车辆通过乡间公路时，发出请求信号s=1，其余时间s=0；平时系统停留在MGCR（主干道通行）状态，当s=1时，经MYCR（黄灯）状态转到MRCG状态，但保证MGCR不短于一分钟；一旦s=0系统将脱离MRCG状态。

随即由MRCY进入MGCR状态，即使s一直为1,MRCG持续时间也不得超过20秒。

三、设计思路/原理图图一、交通灯控制器原理图采用分层设计的方法分为其中jishuqi为倒计数器模块预置数有60、3、19三种。

yimaqi 为8位二进制数译码成8421BCD码的译码模块，dongtaism为动态扫描显示模块，deng 为交通灯状态转移模块。

当s=0时系统处以MGCR状态，一旦s=1且一直有效则状态转移：MGCR——>MYCR——>MRCG——>MRCY——>MGCR。

其中MGCR持续时间为61秒，MYCR持续时间为4秒，MRCG最长持续时间为20秒。

MRCY持续时间为4秒。

四、实验程序(程序来源：王鸿亮6100208031 )（1）倒计数器模块jishuqilibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity jishuqi isport(clk,s:in std_logic;count:out std_logic_vector(7 downto 0);state:out std_logic_vector(1 downto 0));end jishuqi;architecture one of jishuqi issignal st:std_logic_vector(1 downto 0):="00";signal cnt:std_logic_vector(7 downto 0);type states is (st0,st1);signal stx:states;beginprocess(clk,s)beginif clk'event and clk='1' thencase st iswhen "00" =>if s='1' then case stx is when st0=>cnt<="00111100";stx<=st1;when st1=>if cnt>0 then cnt<=cnt-1;else cnt<="00000011";st<="01";end if;when others=>null;end case;else cnt<="00000000";stx<=st0;st<="00";end if;when "01" =>if s='1' then case stx is when st1=>if cnt>0 then cnt<=cnt-1;else cnt<="00010011";st<="10";end if;when others=>null;end case;else case stx is when st1=>if cnt>0 then cnt<=cnt-1;else cnt<="00000000";st<="00";end if;when others=>null;end case;end if; when "10"=> if s='1' then case stx is when st1=>if cnt>0 then cnt<=cnt-1;else cnt<="00000011";st<="11";end if;when others=>null;end case;else cnt<="00000011";st<="11";end if;when "11"=> if cnt>0 then cnt<=cnt-1;else cnt<="00000000";st<="00";stx<=st0;end if; when others=>null;end case;end if;end process;state<=st;count<=cnt;end architecture;（2）交通灯状态转移模块denglibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;use ieee.std_logic_arith.all;entity deng isport(state:in std_logic_vector(1 downto 0);mg,cr,my,cg,mr,cy:out std_logic ) ;end entity deng ;architecture one of deng isbeginprocess(state)begincase state iswhen "00"=>mg<='1';cr<='1';my<='0';mr<='0';cg<='0';cy<='0'; when "01"=>mg<='0';cr<='1';my<='1';mr<='0';cg<='0';cy<='0'; when "10"=>mg<='0';cr<='0';my<='0';mr<='1';cg<='1';cy<='0'; when "11"=>mg<='0';cr<='0';my<='0';mr<='1';cg<='0';cy<='1'; end case;end process;end architecture one;(5) 八位二进制向八位BCD译码的译码模块yimaqi library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity yimaqi isport(count:in std_logic_vector(7 downto 0);p:out std_logic_vector(7 downto 0));end entity yimaqi;architecture one of yimaqi isbeginprocess(count)variable h:std_logic_vector(7 downto 0);beginh:=count;if h<10 then h:=h;elsif h>=10 and h<20 then h:=h+6;elsif h>=20 and h<30 then h:=h+12;elsif h>=30 and h<40 then h:=h+18;elsif h>=40 and h<50 then h:=h+24;elsif h>=50 and h<60 then h:=h+30;elsif h>=60 and h<70 then h:=h+36;end if;p<=h;end process;end architecture one;(6)动态数据选择器模块dongtaismlibrary ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity dongtaism isport(clk2:in std_logic;count:in std_logic_vector(7 downto 0);y:out std_logic_vector(2 downto 0);pu:out std_logic_vector(3 downto 0));end entity dongtaism;architecture one of dongtaism issignal y1:std_logic_vector(2 downto 0);type states is (st0,st1);signal stx1:states;beginprocess(clk2)beginif clk2'event and clk2='1' thencase stx1 is when st0=>y1<="000";pu<=count(3 downto 0);stx1<=st1;when st1=>y1<="001";pu<=count(7 downto 4);stx1<=st0;when others=>stx1<=st0;end case;end if;end process;y<=y1; end architecture one ;五、实验步骤1.建立工作库文件夹和编辑设计文件2.编译过程3.系统仿真（1）建立新的波形激励文件。

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。

《EDA技术及应用》交通灯控制电路的设计1 系统设计1.1 设计要求1.1.1 设计任务1、用4个八段数码管分别显示道路东西和南北通行和禁止的倒计时时间。

2、能设置道路东西和南北两侧通行和禁止的倒计时时间，最大设置时间为99秒，最小设置时间为1秒。

3、交通灯用红、绿、黄三种发光二极管(LED）显示控制的结果。

4、红、绿、黄灯显示的次序应符合实际交通道路控制的要求。

5、其它功能。

1.1.2性能指标要求设计一个交通控制器，用LED 显示灯表示交通状态，并以8 段数码显示器显示当前状态剩余秒数南北方向绿灯亮时，东西方向红灯亮;反之亦然，二者交替允许通行，南北方向每次放行99s,东西方向每次放行99s，南北红绿灯始终比东西红绿灯快3s。

每次由绿灯变为红灯的过程中，亮光的黄灯作为过渡，黄灯的时间为3s。

因为开发板没有绿黄灯，所以用两组三个led灯替代显示红黄绿灯。

南北方向与东西方向各用两个8位数码管显示倒计时，并且能实现总体清零功能，计数器由初始状态开始计数，对应状态的显示灯亮。

1.2 设计思路及设计框图1.2.1设计思路本次设计是针对十字路口，进行南北和东西直行情况下交通灯控制。

设定东西方向为主干道方向，根据交通灯的亮的规则，在初始状态下两个方向的都为红灯亮启，进入正常工作状态后，当南北方向红绿灯上绿灯亮时，东西方向红绿灯上红灯亮，各方向最后倒计时3s时，南北方向红绿灯和东西方向红绿灯上的代表黄灯的led灯亮启，持续3S后，南北方向红绿灯上红灯亮启，东西方向红绿灯上绿灯亮启持续99s，之后南北方向和东西方向上的黄灯都亮启3s，一个循环完成，循环往复的直行这个过程。

1.2.2总体设计框图根据任务需求，总体设计有：分频器模块、控制器模块、倒计时模块、红绿灯显示模块、码模块和译码显示模块如下图所示：2 各个模块程序的设计led红绿灯显示：module led(clk,led,N,D,cout,zt);input clk;input [6:0] N;input [6:0] D;output reg [5:0] led;output reg [1:0] zt;output reg [6:0] cout;always@(posedge clk)begincout=cout+1;if(cout<N-3)led=6'b100001;//南北绿灯，东西红灯else if(cout>N-3&&cout<N)led=6'b100010;//南北黄灯，东西红灯else if(cout>N&&cout<D+N-3)led=6'b001100;//南北红灯，东西绿灯else if(cout>N+D-3&&cout<N+D)led=6'b010100;//南北红灯，东西黄灯else if(cout==N+D)cout=0;if(cout<N-4)zt=0;else if(cout>N-4&&cout<N-1)zt=1;else if(cout>N-1&&cout<D+N-4)zt=2;else if(cout>D+N-4&&cout<N+D-1)zt=3;endEndmodule分频器：module div(clk,clkout);input clk;output reg clkout;Parameter CNT_MAX =50_000_000;//1s->1hz(50_000_000/1),0.5s->2hz(50_000_000/2=25_000_000) //parameter CNT_MAX = 1; //for simulationreg [25:0] cnt;always @ (posedge clk)if (cnt < CNT_MAX - 1'b1)cnt <= cnt + 1'b1;elsecnt <= 26'd0;always @(posedge clk)if(cnt == CNT_MAX - 1'b1)clkout=1'b1;elseclkout=1'b0; Endmodule调时控制：module ts(s,N,D,mode);input [1:0] s;input mode;output [6:0] N;output [6:0] D;j u1(.s(s[0]),.q(N),.mode(mode));j u2(.s(s[1]),.q(D),.mode(mode));Endmodule倒计时计数：module seg(clk,N,D,cout,zt,fs1,fs2); input clk;input [6:0] N;input [6:0] D;input [6:0] cout;input [1:0] zt;output reg [6:0] fs1;output reg [6:0] fs2;always@(posedge clk)case(zt)2'b00:begin fs1=N-cout-4; fs2=N-cout-1;end2'b01:begin fs1=N+D-cout-1; fs2=N-cout-1;end2'b10:begin fs1=N+D-cout-1; fs2=N+D-4-cout;end2'b11:begin fs1=N+D-cout-1; fs2=2*N+D-cout-1;endendcaseEndmodule计时输出：module j(s,q,mode);input s,mode;output reg [6:0] q;initialq=15;//初始从15开始启动always@(posedge s)if(mode)q=q+1;elseq=q-1;Endmodule数码管调用：// Module Function:数码管的译码模块初始化module segment7 (seg_datin,seg_led,en);input [3:0] seg_datin; //数码管需要显示0~f共16个数字，所以需要4位数据输入端 input en; //数码管使能端output [7:0] seg_led; //在DE10-Standard上控制一个数码管需要7个信号MSB~LSB=DP、G、F、E、D、C、B、Areg [7:0] seg [15:0]; //定义了一个reg型的数组变量，相当于一个16*8的存储器，存储器一共有16个数，每个数有8位宽initial //在过程块中只能给reg型变量赋值，Verilog中有两种过程块always和initial//initial和always不同，其中语句只执行一次beginseg[0] = ~(8'h3f) ; //对存储器中第一个数赋值8'b0011_1111，7段显示数字 0 seg[1] = ~(8'h06); //7段显示数字 1seg[2] = ~(8'h5b); //7段显示数字 2seg[3] = ~(8'h4f); //7段显示数字 3seg[4] = ~(8'h66); //7段显示数字 4seg[5] = ~(8'h6d); //7段显示数字 5seg[6] = ~(8'h7d); //7段显示数字 6seg[7] = ~(8'h07); //7段显示数字 7seg[8] = ~(8'h7f); //7段显示数字 8seg[9] = ~(8'h6f); //7段显示数字 9seg[10] = ~(8'h77); //7段显示数字 aseg[11] = ~(8'h7c); //7段显示数字 bseg[12] = ~(8'h39); //7段显示数字 cseg[13] = ~(8'h5e); //7段显示数字 dseg[14] = ~(8'h79); //7段显示数字 eseg[15] = ~(8'h71); //7段显示数字 fendassign seg_led = en?seg[seg_datin]:8'hff; //连续赋值，输入不同四位数，输出对于译码的8位输出，共阴数码管取反。

EDA原理及应用实验报告题目：交通灯控制器专业：电子信息工程班级：姓名：学号：一、设计题目：交通灯控制器二、设计目标：1、设计一个交通信号灯控制器，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，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。

2、红、绿、黄发光二极管作信号灯。

3、主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；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45秒，支干道每次放行25秒，设立45秒、25秒计时、显示电路。

5、在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外，设立5秒计时、显示电路。

三、设计原理：（含系统总的原理图）由两个分频器模块，三个计数器模块及它的选择器，一个扫描数码管模块，和一个红绿灯控制模块连接而成。

RTL状态图四、设计内容：（含状态转换图、软件流程图、说明文字等，每单独模块的图标和VHDL程序；最后为总体程序框图）分频器1LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY DVF ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;--D:IN STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);FOUT:OUT STD_LOGIC);END;ARCHITECTURE one OF DVF ISSIGNAL FULL:STD_LOGIC;BEGINP_REG:PROCESS(CLK)V ARIABLE CNT8:INTEGER RANGE 48000000 DOWNTO 0;BEGINIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF CNT8=24000000 THENCNT8:=0;FULL<='1';ELSE CNT8:=CNT8+1;FULL<='0';END IF;END IF;END PROCESS P_REG;P_DIV:PROCESS(FULL)V ARIABLE CNT2:STD_LOGIC;BEGINIF FULL'EVENT AND FULL='1' THENCNT2:=NOT CNT2;IF CNT2='1' THEN FOUT<='1';ELSE FOUT<='0';END IF;END IF;END PROCESS P_DIV;END;说明：采用的是48M时钟输入，作为后面的时钟信号。

EDA课程设计-交通灯-图文交通信号灯控制电路设计一、概述城市道路交叉口是城市道路网络的基本节点，也是网络交通流的瓶颈。

目前，大部分无控制交叉口都存在高峰小时车流混乱、车速缓慢、延误情况严重、事故多发、通行能力和服务水平低下等问题。

特别是随着城市车流量的快速增长，城市无控制道路交叉口的交通压力越来越大。

因此，做好基于EDA技术平台的交叉口信号控制设计是缓解交通阻塞、提高城市道路交叉口车辆通行效率的有效方法。

交通信号控制的目的是为城市道路交叉口(或交通网络)提供安全可靠和有效的交通流，通常最为常用的原则是车辆在交叉口的通过量最大或车辆在交叉口的延误最小。

交通信号灯控制电路是显示主干道和支干道交替放行时间并用试验箱左上角的彩灯来红黄绿支红代替信号灯的一种实际电路。

设计一个基于FPGA的红绿灯交通信号控制器。

假设某个十干黄绿道字路口是由一条主干道和一条次干道汇合而成，在每个方向设置红绿黄三种信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行。

黄灯亮允许行驶中车辆有时间停靠到禁止线以外。

第-1-页共18页二、方案设计与论证在硬件时钟电路的基础上，采用分频器，输出一个1S的时钟信号，在时钟信号的控制下，实现主干道和支干道红绿灯交替显示。

红绿灯交通灯控制器层次设计：EDA技术的基本设计方法有电路级设计方法和系统级设计方法。

电路级设计方法已经不能适应新的形势，本系统采用的是系统级层次设计方法，对整个系统进行方案设计和功能划分，系统的关键电路用一片FPGA芯片实现，首先用VHDL语言编写各个功能模块程序，最后通过综合器和适配器生成最终的目标器件，然后用顶层原理图将各功能模块连接起来。

下面给出各模块的VHDL设计过程和仿真结果。

1、系统时序发生电路clk_gen的VHDL设计在红绿灯交通信号控制系统中，大多数的情况是通过自动控制的方式指挥交通的。

因此，为了避免意外事件的发生，电路必须给一个稳定的时钟（clock）才能让系统正常运作。

EDA课程实训设计交通信号灯设计实现本文主要介绍我们的EDA课程实训设计——交通信号灯设计实现。

一、实训背景随着城市化的不断加速，交通拥堵已成为我们生活中的一个严重问题。

交通信号灯系统是城市道路上必不可少的设施，对于城市交通流的控制起着重要的作用。

因此，通过本次实训，我们将学习如何设计和实现一个交通信号灯系统。

二、实训目的本次实训的主要目的如下：1.理解EDA（Electronic Design Automation）电子设计自动化工具的作用和基本使用方法。

2.了解PLD（Programmable Logic Device）可编程逻辑器件的基本知识。

3.学习如何使用EDA工具进行原理图的绘制和电路仿真。

4.实现一个简单的交通信号灯系统，并掌握系统的原理和设计方法。

三、实训内容本次实训的内容主要包括如下几个方面：1.交通信号灯系统的原理与设计首先，我们需要了解交通信号灯系统的原理。

交通信号灯系统分为控制器、交通信号灯和控制线路三个部分，其中控制器是指用于控制信号灯状态的设备，交通信号灯是指道路上设置的红、黄、绿三种颜色的灯，控制线路是指用于实现控制信号灯状态的电气线路和电气元件。

然后，我们需要学习如何设计一个交通信号灯系统。

首先，我们需要确定系统所能支持的最大车流量，再根据这个车流量计算出每个方向的红绿灯持续时间，并以此为基础设计出控制器和控制线路。

2.原理图绘制与电路仿真其次，我们需要使用EDA工具进行原理图的绘制和电路仿真。

EDA工具可以帮助我们快速和准确地绘制出原理图，并能够通过电路仿真快速测试和分析电路的性能和稳定性。

同时，使用EDA工具还能够将电路的图形化表示与物理元件的位置和性能进行精确的匹配，从而更好地进行系统的设计和调试。

3.交通信号灯系统的实现最后，我们需要实现一个简单的交通信号灯系统，使用PLD可编程逻辑器件进行实现。

PLD是一种可编程的数字集成电路，它可以实现各种功能的逻辑实现。

eda设计项目_交通灯设计eda设计项目_交通灯设计EDA与VHDL设计实验报告交通灯控制器方案一一、设计任务要求交通灯控制器：用于十字路口的交通灯控制器。

实验要求：1．东西方向各有一组红,黄,绿灯用于指挥交通,红,黄,绿的持续时间分别为25s,5s,20s。

2．当有紧急情况（如消防车）时，两个方向均为红灯亮，计时停止，当特殊情况结束后，控制器恢复原来状态，正常工作。

3．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、设计思路及总体结构框图设计思路：1．硬件：由设计任务要求可知，总体输入电路有：(1)在开始计时之前的等待状态，复位键reset接低电位，接通电源后，首先要将它接高电位，表示计时开始。

(2)当按一下（on_off）键，表示紧急情况发生，两个方向均为红灯亮，计时停止，当再次按下（on_off）键时，控制器恢复原来状态，正常工作。

输出电路：（1）由于东西和南北方向都要显示时间，因此需要4个数码管，这样在设计中就需要四条输出线choose4，用来选通指定一个LED七段显示数码管。

（2）显示器的每一位都采用LED七段显示数码管进行显示，每一个LED七段显示数码管都要有七条输出线控制，一共使用4个七段数码管，故输出电路使用四个七位输出信号：showtime1,showtime2,showtime3,showtime4。

（3）东西和南北方向都有交通灯亮的情况，故输出电路中要有两个状态控制信号state1,state2分别控制东西和南北的灯，每个方向上有4个灯（增加了左、右转弯显示控制功能），所以state1,state2的类型应该是4位数组型的。

东西方向交通灯外部电路图如下：State1 State2 Showtime1 Showtime2 Showtime3 Showtime4 Choose4 clk 4/ stas reset 南北方向交通灯on_off 4/ 7/ 7/ 7/ 7/ 4/ 2．软件：（1）在VHDL设计描述中，采用自顶向下的设计思路，该思路，首先要描述顶层的接口，上面的描述已经规定了交通灯控制的输入输出信号：输入信号：复位开关信号reset；紧急情况控制信号on_off；外部时钟信号clk。

目录一．方案分析与对比 (2)1.1方案分析 (2)1.2方案对比 (2)二．整体设计论述 (3)三．单元模块设计与仿真 (6)3.1时钟分频模块 (6)3.2交通灯控制及计时模块 (7)3.3扫描显示译码模块 (9)3.4顶层文件的编写 (10)四．硬件实验方案及实验结果 (13)4.1硬件实验方案 (13)4.2实验结果 (15)五．收获和体会 (15)六．参考文献 (13)附录（程序代码） (17)一．方案分析与对比§1.1方案分析通过分析可以知道，所要设计的交通信号灯控制电路要能够适用于由一条主干道和一条支干道的汇合点形成的十字交叉路口。

能够做到主、支干道的红绿灯闪亮的时间不完全相同，在绿灯跳变红灯的过程中能够用黄灯进行过渡，使得行驶过程中的车辆有足够的时间停下来。

还要求在主、支干道各设立一组计时显示器，能够显示相应的红、黄、绿倒计时。

可以利用VHDL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。

§1.2方案对比实现路口交通灯系统的控制方法很多，可以用标准逻辑器件、可编程序控制器和单片机等方案来实现。

若用单片机方案来实现的话，模型可以由电源电路、单片机主控电路、无线收发控制电路和显示电路四部分组成。

在电源电路中，需要用到+5V的直流稳压电源，无线收发控制电路和显示电路应由编码芯片和数据发射模块两部分组成，主控电路的主要元件为AT89C51。

硬件设计完成后还要利用计算机软件经行软件部分的设计才能够实现相应的功能。

虽然利用单片机系统设计的交通灯控制器相对来说较稳定，能够完成较多功能的实现，但这些控制方法的功能修改及调试都需要硬件电路的支持，在一定程度上增加了功能修改及系统设计与调试的困难。

相反，使用基于FPGA的设计方法具有周期短，设计灵活，易于修改等明显的的优点。

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。

实验报告设计题目：交通信号控制器班级：学号：姓名：指导老师：设计时间：2011年4月交通信号控制器的VHDL设计一、设计任务：模拟十字路口交通信号灯的工作过程，利用实验板上的两组红、黄、绿LED作为交通信号灯，设计一个交通信号灯控制器。

要求：（1）交通灯从绿变红时，有4秒黄灯亮的间隔时间；（2）交通灯红变绿是直接进行的，没有间隔时间；（3）主干道上的绿灯时间为40秒，支干道的绿灯时间为20秒；（4）在任意时间，显示每个状态到该状态结束所需的时间。

主干道图1 路口交通管理示意图二、设计目的：设计交通灯控制系统主要是为了实现城市十字交叉路口红绿灯的控制。

通过对QuartusII软件使用方法与技巧的学习，掌握VHDL程序设计的实现，熟悉可编程逻辑器件的使用。

同时加深对交通灯控制系统的了解与应用。

三、设计方案：图2交通信号灯控制器的原理框图图3交通信号灯控制器程序原理框图四、程序清单和说明：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY TRAFFIC ISPORT (CLK: IN STD_LOGIC;LED7S1: OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);--数码管高位显示数字LED7S2: OUT STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);--数码管低位显示数字LIGHT: OUT STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0));--各交通灯显示END ENTITY;ARCHITECTURE ONE OF TRAFFIC ISTYPE STATES IS( STA, STB, STC, STE);--定义状态变量SIGNAL ST0:STATES;SIGNAL ST1:STATES;SIGNAL FULL: STD_LOGIC;SIGNAL FOUT: STD_LOGIC;时钟输出信号（秒频）SIGNAL TIME: STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);时间计数值SIGNAL TIME_LEFT: STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);显示时间剩余值SIGNAL T_HIGH:STD_LOGIC_VECTOR(1 DOWNTO 0);高位显示SIGNAL T_LOW:STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);低位显示BEGINPROCESS(CLK) --秒脉冲产生进程（分频作用）V ARIABLE T8: STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0);BEGINIF CLK'EVENT AND CLK='1' THENIF T8="11111111" THENT8:="00000000"; --当T8计数计满时，给计数器T8预置数FULL<='1'; --同时使溢出标志信号FULL输出为高电平ELSE T8:=T8+1; --否则继续作加1计数FULL<='0'; --且输出溢出标志信号FULL为低电平END IF;END IF;END PROCESS;PROCESS(FULL)V ARIABLE T2: STD_LOGIC;BEGINIF FULL'EVENT AND FULL='1'THENT2:=NOT T2;IF T2='1' THEN FOUT<='1'; ELSE FOUT<='0';END IF;END IF;END PROCESS;--FOUT输出是时钟信号PROCESS(FOUT) --计数模块。

eda课程设计红绿灯一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握红绿灯的基本原理和功能；2. 学生能了解EDA（电子设计自动化）工具在红绿灯控制系统中的应用；3. 学生能掌握基础的数字电路设计方法，并将其应用于红绿灯控制电路的设计。

技能目标：1. 学生能运用EDA工具进行红绿灯控制系统的电路设计和仿真；2. 学生能通过实际操作，搭建并调试红绿灯控制电路；3. 学生能培养团队合作能力，共同完成红绿灯控制系统的设计与展示。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电子科学的兴趣，增强对科技创新的热情；2. 学生通过实践，培养解决问题的能力和创新思维；3. 学生在团队合作中学会尊重他人、沟通协作，培养良好的团队精神和道德品质。

课程性质：本课程为实践性强的电子设计课程，结合EDA技术，使学生在动手实践中掌握知识。

学生特点：学生具备一定的电子基础知识，对新技术和新工具充满好奇，喜欢动手实践。

教学要求：教师需引导学生运用所学知识进行实际操作，注重培养学生的动手能力和创新能力，同时关注学生的团队合作和情感态度发展。

通过分解课程目标为具体的学习成果，为教学设计和评估提供明确依据。

二、教学内容本课程以电子设计自动化（EDA）技术为核心，结合以下教学内容，确保学生掌握红绿灯控制系统的设计与实现。

1. 红绿灯原理介绍：- 红绿灯的基本功能与作用；- 交通信号灯的工作原理。

2. EDA工具应用：- EDA软件的认识与基本操作；- 利用EDA工具进行数字电路设计。

3. 数字电路设计基础：- 常用数字电路元件的功能与应用；- 数字电路的设计方法和步骤。

4. 红绿灯控制系统设计：- 设计要求与功能分析；- 电路图的绘制与仿真；- 硬件电路的搭建与调试。

5. 团队合作与展示：- 项目分工与协作；- 设计成果的展示与评价。

教学内容安排与进度：第1-2课时：红绿灯原理介绍；第3-4课时：EDA工具认识与基本操作；第5-6课时：数字电路设计基础；第7-8课时：红绿灯控制系统设计；第9-10课时：团队合作与展示。