设计题目 交通灯控制器设计

交通信号灯控制器课程设计报交通信号灯控制器课程报告一.设计要求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、主、支干道交替允许通行，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。

3、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。

提示：选择1HZ时钟脉冲作为系统时钟。

45秒、25秒、5秒定时信号用倒计时，计控制。

根据交通灯的亮的规则，在初始状态下四个方向的都为红灯亮启，进入正常工作状态后，当主干道上绿灯亮时，支干道上红灯亮，持续45S后，主干道和支干道上的黄灯都亮启，持续5S后，主干道上红灯亮启，支干道上绿灯亮启持续25S,之后主干道和支干道上的黄灯都亮启5s, 一个循环完成。

循环往复的执行这个过程。

设计中用两组红黄绿LED模拟两个方向上的交通灯，用4个7段数码管分别显示两个方向上的交通灯剩余时间，控制时钟由试验箱上频率信号1、2、时起始信号由主控电路给出，每当计满所需时间，计数器清零，由主控电路启、闭三色信号灯或启动另一计时电路。

二.设计思路本设计针对一条主干道和一条支干道汇合成的十字路口，进行南北和东西直行情况下交通灯提供。

根据状态机的设计规范，本次设计了四个状态之间的循环转化，其真值表及状态转化图如下所示三.程序说明1 •各输入输出变量说明：elk:计数时钟qclk：扫描显示时钟rst：复位信号，当rst为1时，控制器和计数器回到初始状态en:使能信号，当en为1时控制器开始工作，en为0时hold：特殊情况控制信号，hold为1时，主、支干道方向无条件显示为红灯seg：用于数码管的译码输出dig：用于选择显示的数码管（片选）numl：用于主干道方向灯的时间显示num2：用于支干道方向灯的时间显示light 1：控制主干道方向四盏灯的亮灭，其中，lightl[O卜lightl[2]分别控制主干道方向的绿灯、黄灯和红灯Hght2；控制支干道方向四盏灯的亮灭，其中，Hght2[0]-light2[2]分别控制支干道方向的绿灯、黄灯和红灯2 •输入输出及中间变量设置:module traffic(en,clk9qclk,rst,hold,numl,num2Jightl Jig ht2，seg，dig;input en,clk,qclk,rst9hold;output [5:0]dig;output[7:0] numl9num2;output[6:0]seg;output[2:0]lightl,light2;reg timl，tim2;reg [3:0]disp_dat;reg[6:0]seg;reg[7:0]numl，num2;reg [7:0] red 1 ,red2,green 1 ,green2,y ello wl ,y ello w2 reg[5:0]dig;reg [l:0]count;reg [ 1: OJstate 1 ,state2;reg [2: OJlight 1 Jight2;always @(en)if(!en) begingreenl<=8*b01000101;redl<=8fb00100101; yellow 1 <=8' bOOOOO 101; green2<=8*b00100101; red2<=8f b01000101; yellow2<=8,b00000101; end4 •主干道方向点亮顺序：always @ (posedge elk) //主干道 begin if(rst) beginlightl<=3f b001; numl<=greenl; end else if(hold) begin3 •初始状态设flightl<=3fbl00; numl<=greenl; end else if(en)begin if(!timl) begin case(statel)2fb00:begin numl<=greenl; statel<=2f b01; end2f b01: begin num 1 <=yellowl; statel<=2f bll; end 2'bll:b£gin numl<=redl; statel<=2f bl0; end2' b 10: begin num 1 <=yellow 1;statel<=2f b00; end default:lightl<=3,bl00; endcase endelse 〃主干道倒数计时 begin if(numl>0)if(numl[3:0]==0) begin numl[3:0]<=4,bl001; numl[7:4]<=numl[7:4]-l;lightl<=3,b001; lightlv=3'b010; lightl<=3f bl00;lightl<=3f b0X0;endelse numl[3:0]<=numl[3:0]-l;if(numl==l)timl<=0;endendelsebegin lightl<=3,b010; numl=2T b00; timl<=0; endend5 •支干道方向点亮顺序：always @ (posedge elk) //支干道beginif(rst)beginlight2v=3'bl00;num2<=red2;endelse if(hold)beginlight2v=3'bl00; num2<=red2; endelse if(en)beginif(!tim2)begintim2<=l;case(statel)2!b00:begin num2<=red2; state2<=2 f b01; end 2f b01: beginnum2<=yellow2; state2<=2f bll; end 2f bll: begin num2<=green2;state2<=2 *blO; end2' b 10: begin num2<=yellow2; state2<=2' bOO; end light2<=3f bl00; light2<=3,b010; light2<=3f b001; light2<=3f b010;default:light2<=3,bl00;endcaseendelse 〃支干道倒数计时beginif(num2>0)if(num2 [3:0]==0)beginnum2[3:0]<=4,bl001;num2 [7:4] <=num2 [7:4]-l; end else num2[3:0]<=num2[3:0] -1; if(num2==l)tim2<=0;end endelsebeginlight2<=3f b010; state2v=2'b00; tim2<=0;endend6 •数码管译码及显示：always @(posedge qclk) 〃定义上升沿触发进程begincount <= count +l T bl;end always @ (count) begincase(count)〃选择扫描显示数据2'dO : disp_dat <= numl[3:0]; 〃第一个数码管2'dl : disp_dat <= numl[7:4]; 〃第二个数码管2'd2 : disp_dat <= num2[3:0]; 〃第三个数码管2'd3 : disp_dat <= num2[7:4]; 〃第四default: disp_dat <= 0; endcaseendalways @ (count) begin case(count)数码管显示位2f d0 : dig<= 6P011111;//选择第一个数码 管显示 2f dl : dig<= 6P101111;//选择第二个数码 管显示 2P2 : dig <= 6P110111;//选择第三个数码 管显示2P3 : dig<= 6P111011;//选择第四个数码管显示default: dig<= 6^111111;endcase endalw 町s @ (disp_dat) begincase (disp_dat)〃七段译码个数码管〃选择4f b0000 : seg<= 7^0111111;〃显示” (T4'b0001 : seg <= 7^0000110; //显示T”4'b0010 : seg<= 7^1011011;〃显示”2”4f b0011 : seg<= 7^1001111;〃显示'3'4'b0100 : seg <=7^1100110; 〃显示”4”4^0101 : seg<= 7^1101101;〃显示”5”4^0110 : seg<= 7^1111101;〃显示”6”4'b0111 : seg<= 7^0000111;〃显示”7”4'bl000 : seg <= 7^1111111;4'bl001 seg <=g 曲*CW ulaion Kg LeC«l Hoti<Sxwiai Jlc XU*Sirrdat^rSatlioxiO Situldli (Brer w 釘| ◎ Ccrrc45boftRew!•... | 色 Ek.w* >•・ V«vef«r»sS>«ol*l i ・e ・od« TiaincI E *：.w7^1101111; // 显示”9”default:7P0111111;//不显示endcaseend endmodule三.仿真波形图IT - D;/t fic2/traffic - traffic 一 (Siaiolat ion Report - Sivulst ion曹 Z>Lo RdiQ vier "ojce, £s5i«rr-an« I«ol5 J>r 如生”seg<=1041kYiooiLin 1】10】1】 1】IO 】LomulOllll J10H1COO(01ICC010D 」I1UI0JumocjijuuvwuuuumifinwiRnjuinmfuuuiiifinnwuuuinjinmnjuu ififimuuuuuinnnjvuuuiJiG BOil Mil=3to 订“co 贩no»3 nca2 QClk r»t rst]38 <j>?TMoslcs Trr^Bar271邛 StatIcteivd 1205 m272MQ licl.il Q ltxhiz9：fl四.实物图。

(完整word版)数电——交通灯控制器设计大连交通大学电气信息学院综合设计报告设计名称：数字逻辑综合设计设计题目：交通灯控制器学生学号:专业班级:学生姓名：第一章课题背景1。

1 背景如今随着人们生活水平的提高，车辆越来越多,交通事故频繁发生。

交通信号灯的出现，使交通得以有效管制，对于疏通交通流量，提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。

交通灯在城市交通中起着重要的作用，它与人们日常生活密切相关,是人们出行的安全保障。

因此提供一个问题、安全、便捷的多功能交通灯控制系统有着现实的必要性.为了解决这些问题，我们更应该提高交通控制和管理水平，合理使用现有交通设施，充分发挥其能力,提高交通效率,促进和谐交通的建立.目前交通灯控制系统的设计软件也种类繁多，有基于EDA设计的，基于单片机设计的，基于DSP设计的，基于ARM嵌入式的等。

还有用标准逻辑器件、可编程控制器PLC等方案来实现.但是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调试的困难。

所以现在国内外广泛采用EDA技术设计交通灯控制系统。

在国外，英国，澳大利亚，日本和美国等国家均在交通控制系统上日益完善。

如以澳大利亚悉尼为背景开发的交通自适应协调系统SCATS（Sydney Coordinated Adaptive Traffic System），英国的运输和道路研究所（TRRL）研制的SCOOT（Split Cycle Offset Optimization Technique）系统，日本的京三（Kyosan)系统等。

这些系统，大都是在各路口附近安装磁性环路监控器，由各路口的控制设备、人员将交通控制参数通过通讯网络输入微处理器，用小型计算机进行集中处理。

目前国内已有一些自主开发的城市交通控制系统，如公安部交通科学研究所开发的HT-UTCS系统，但它在整体性能上比国外同类系统仍有较大差距,只在一些中小城市得到一些应用。

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。

课程设计报告课程设计：交通灯控制器一：实验目的：实现高速公路与乡间小路的交叉路口红绿灯的控制二：功能要求：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为红灯。

2.当汽车行驶在小路上时、小路的交通灯保持为绿灯，但不能超过给定的延迟时间.〔注；这段时间定义为20S时间)。

3.高速公路灯转为绿灯后，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高速公路绿灯(注：这段时间定义为60S)。

三：设计思路：五：VHDL源程序：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY TrafficLight ISPORT (Clk : IN STD_LOGIC;S,Reset : IN STD_LOGIC;mg,my,mr,cg,cy,cr : OUT STD_LOGIC );END TrafficLight ;ARCHITECTURE rtl OF TrafficLight ISTYPE TrafficState IS (mgcr, mycr, mrcg, mrcy);SIGNAL current_state,next_state : TrafficState ;SIGNAL Count : STD_LOGIC_VECTOR(5 DOWNTO 0);SIGNAL Clrn : STD_LOGIC ;BEGINCounter : PROCESS(clk)BEGINIF Reset = '1' OR (Clrn = '1' AND NOT(Count = "000000")) THEN Count <= "000000";ELSIF clk'EVENT AND clk = '1' THENIF NOT(s='0' AND current_state = mgcr) THEN Count <= Count + 1;END IF;END IF;END PROCESS Counter;StateTransition : PROCESS(clk,Count, current_state)BEGINIF Reset = '1' THEN next_state <= mgcr;Clrn <= '0';ELSIF clk'EVENT AND clk = '1' THENCASE current_state ISWHEN mgcr => mr<='0';mg<='1';my<='0';cr<='1';cg<='0';cy<='0';IF Count >= "111011" AND S = '1' THEN next_state <= mycr;Clrn <= '1';ELSE Clrn <= '0';END IF;WHEN mycr => mr<='0';mg<='0';my<='1';cr<='1';cg<='0';cy<='0';IF Count >= "000100" THEN next_state <= mrcg;Clrn <= '1';ELSE Clrn <= '0';END IF;WHEN mrcg => mr<='1';mg<='0';my<='0';cr<='0';cg<='1';cy<='0';IF Count >= "010011" OR S = '0' THEN next_state <= mrcy;Clrn <= '1';ELSE Clrn <= '0';END IF;WHEN mrcy => mr<='1';mg<='0';my<='0';cr<='0';cg<='0';cy<='1';IF Count >= "000100" THEN next_state <= mgcr;Clrn <= '1';ELSE Clrn <= '0';END IF;WHEN OTHERS => NULL;END CASE;END IF;END PROCESS StateTransition;PROCESS(clk)BEGINIF clk'EVENT AND clk='1' THENcurrent_state <= next_state;END IF;END PROCESS;END rtl;仿真图如下：六：实验心得：通过本次课程设计，使用进一步熟悉了MAX-PLUSLL这种EDA软件工具。

黔南民族职业技术学院机电工程系毕业设计毕业设计题目：十字路口交通灯的控制姓名：专业：机电设备维修与管理班级：指导教师：任务书颁发日期 2013 年 7月 2 日教研室主任签名：第一章前言 11.1课题背景 11.2研究目的和意义 11.3本文的主要工作 2第二章 PLC的简介 32.1 PLC的概述 32.2PLC的发展历程 32.3PLC的发展趋势 42.3PLC的发展趋势 42.4PLC的应用 5 第三章 PLC的结构及原理 73.1PLC的分类 73.2PLC的工作原理 73.3PLC汇编语言 9 第四章西门子S7-200系列PLC的基本指令 104.1 逻辑取及输出线圈指令（LD、LDI、OUT） 104.2单个触点串联指令（AND、ANI） 104.3S7-200系列PLC的定时器指令 11 第五章西门子PLC的几种编程语言介绍 125.1设计步骤和简介 125.2可编程控制器的维护和故障诊断 12 第六章十字路口交通灯的设计 146.1 十字路口交通灯的设计目的 146.2 PLC的选型 186.3十字路口交通灯的梯形图 19 结论24 致谢25参考文献第1章前言1.1课题背景1858年，在英国伦敦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。

1868年，英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的议会大厦前的广场上，安装了世界上最早的煤气红绿灯。

它由红绿两以旋转式方形玻璃提灯组成，红色表示“停止”，绿色表示“注意”。

1869年1月2日，煤气灯爆炸，使警察受伤，遂被取消。

1914年，电气启动的红绿灯出现在美国。

这种红绿灯由红绿黄三色圆形的投光器组成，安装在纽约市5号大街的一座高塔上。

红灯亮表示“停止”，绿灯亮表示“通行”。

1918年，又出现了带控制的红绿灯和红外线红绿灯。

带控制的红绿灯，一种是把压力探测器安在地下，车辆一接近红灯便变为绿灯；另一种是用扩音器来启动红绿灯，司机遇红灯时按一下嗽叭，就使红灯变为绿灯。

[键入公司名称][键入文档标题] [键入文档副标题][键入作者姓名]2011/1/2目录一、设计要求： (2)二、题目分析与总体构思： (2)三、电路设计过程： (3)1．宏模块法设计计数器：（模比预计大1，后面给出解释） (3)2．初步进行电路设计如图： (4)3．第一次调试检查功能： (4)4．设计控制电路： (5)5．第二次调试： (5)6．从电路抽取信号来控制六个灯的状态： (7)7．第三次调试： (8)8．最终功能检查： (8)四、最终结果测试： (9)五、心得体会： (14)一、设计要求：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，黄灯亮则停止行驶（给行驶中的车辆有时间停在禁行线以外）。

2．用红、绿、黄发光二极管作信号灯，用逻辑开关作检测车辆是否到来的的信号。

3．主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。

主干道亮绿灯时，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2 5秒，设立45秒、25秒计时、显示电路。

5．在每次由绿灯亮转换到红灯亮的过程中，要亮5秒钟的黄灯作为过度，使行驶中的车辆有时间停到禁行线以外，设立5秒钟的计时及显示电路。

二、题目分析与总体构思：1. 先设计好定时电路：即在主副路上均无车或有车时，可以主干道每次放行45秒，支干道每次放行25秒，换灯有5s过度的电路。

2. 对不完善之处进行修改，以使达到预期。

3. 设计控制电路部分，输出控制定时电路转换状态或者保持状态的信号。

4. 对不完善之处进行修改，以使达到预期。

5. 从电路中抽取信号作为各灯点亮的标准。

6. 对不完善之处进行修改，以使达到预期。

三、电路设计过程：1．宏模块法设计计数器：（模比预计大1，后面给出解释）2．初步进行电路设计如图：以中心JK触发器不停翻转代表两路轮流路灯的情形，右边JK触发器则是以翻转的形式调配是绿灯亮还是黄灯亮。

实验11 交通灯控制器的设计（综合设计实验）一、目的、任务……1.巩固和加深学生对电子电路基本知识的理解，提高他们综合运用本课程所学知识的能力。

2.培养学生根据实验需要选学参考书籍,查阅手册、图表和文献资料的自学能力。

通过独立思考，深入钻研有关问题，学会自己分析并解决问题的方法。

3.通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件初步掌握复杂实用电路的分析方法和工程设计方法。

4.培养严肃、认真的工作作风和科学态度。

通过综合设计实验，帮助学生逐步建立正确的生产观点、经济观点和全局观点。

二、设计内容设计一个十字路口交通灯定时控制系统：①主、支干道交替通行，主道每次放行30秒，支道每次放行20秒。

②绿灯亮表示可以通行，红灯亮表示禁止通行。

③当绿灯变红灯时，黄灯先亮5秒，此时另一干道上的红灯不变。

④主、支路口要有数字显示，作为时间提示，以便人们更直观地把握时间。

具体要求主、支干道通行时间及黄灯亮的时间均以秒为单位作减计数。

⑤黄灯亮时，红灯按1HZ的频率闪烁。

⑥要求主、支干通道通行时间及黄灯亮的时间均可在0～99S内任意设定。

三、设计方案该交通灯定时控制系统的组成框图如图1所示。

由状态控制器、状态译码器、减法计数器、秒脉冲发生等组成。

状态控制器主要用于记录十字路口交通灯的工作状态，通过状态译码器分别点亮相应状态的信号灯。

秒信号发生器产生整个定时系统的时基脉冲，通过减法计数器实现减计数，控制每一种工作状态的持续时间。

减法计数器的回零脉冲使状态控制器完成状态转换，同时状态译码器根据系统下一个工作状态决定计数器下一次减计数的初始值。

减法计数器的状态由BCD译码器译码、数码管显示。

在黄灯亮期间，状态译码器将秒脉冲引入红灯控制电路，使红灯闪烁。

图1 交通灯控制系统原理框图四、单元电路设计1．状态控制器设计（1）交通灯顺序工作流程图如图2所示。

30秒末到5秒末到20秒末到5秒末到图2 交通灯顺序工作流程图(2)状态控制器信号灯四种不同的状态分别用（主绿灯亮，支红灯亮）、S 1（主黄灯亮，支红灯闪烁）、S 2（主红灯亮，支绿灯亮）、S 3（主红灯闪烁，支黄灯亮）表示，其状态编码及状态转换图3所示。

课题一交通灯控制逻辑电路设计一、概况为了确保十字路口的车辆顺利、畅通地通过, 往往都采用自动控制的交通信号灯来进行指挥。

其中红灯（R）亮表示该条道路禁止通行；黄灯（Y）亮表示停车；绿灯（G）亮表示允许通行。

1.1 交通灯控制器系统框图二、设计任务和要求1.设计一个十字路口交通信号灯控制器, 其要求如下:2.满足如图1.2顺序工作流程。

图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG, 东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG。

它们的工作方式, 有些必须是并行进行的, 即南北方向绿灯亮, 东西方向红灯亮；南北方向黄灯亮, 东西方向红灯亮；南北方向红灯亮, 东西方向绿灯亮；南北方向红灯亮, 东西方向黄灯亮。

t为时间单位图1.2 交通灯顺序工作流程图. 2.应满足两个方向的工作时序: 即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和, 南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。

时序工作流程图见图3.3所示。

图3.3中, 假设每个单位时间为3秒, 则南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别为15秒、3秒、18秒, 一次循环为36秒。

其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和, 黄灯是间歇闪耀。

467891011112503462503tNSG图1.3 交通灯时序工作流程图3.十字路口要有数字显示, 作为时间提示, 以便人们更直观地把握时间。

具体为: 当某方向绿灯亮时, 置显示器为某值, 然后以每秒减1计数方式工作, 直至减到数为“0”, 十字路口红、绿等交换, 一次工作循环结束, 而进入下一步某方向的工作循环。

例如: 当南北方向从红灯转换成绿灯时, 置南北方向数字显示为18, 并使数显计数器开始减“1”计数, 当减到绿灯灭而黄灯亮（闪耀）时, 数显得值应为3, 当减到“0”时, 此时黄灯灭, 而南北方向的红灯亮；同时, 使得东西方向的绿灯亮, 并置东西方向的数显为18。

4.可以手动调整和自动控制，夜间为黄灯闪耀。

数字电路课程设计
（交通灯控制器设计、制作）
设计步骤参考
1. 分析控制对象：
(路口处交通灯设置情况)
交通灯设置图(自己补上)
2. 分析运行状态、功能：
交通灯运行状态分析
3.总功能框图：
交通灯运行控制功能模块图
4.总电路框图设计：实现具体功能主要功能模块，各个功能模块的控制关系、数据传递。

5.功能模块设计：可以多个方案，包括单独测试的原理图，并有详细原理说明。

6.总电路图设计：有详细的元器件参数和互相接线关系，可以分成多张画。

补充说明：为了简便电路图的绘制，使电路图简洁，数据线用总线结构的画法，但是元器件的名称、参数、集成块的型号必须标明，已使用的引脚标上名称，特别不能忘记控制引脚必须标明，并且标上输入值。

引脚的位置可以根据画图方便自由移动。

集成块的电源和接地不用画。

e d c
总线结构的画法
原理图绘制。

交通信号灯控制器设计一、电路功能该控制器能实现城市“十字”路口正常情况下以及特殊情况和紧急情况下交通信号灯的模拟控制。

1、在十字路口东西南北各设置红、黄、绿三种信号灯，如图1所示。

正常情况下，东西、南北方向轮流放行。

当东西方向(A线)放行、南北方向(B线)禁行时，东西方向(A线)绿灯亮25秒，然后黄灯亮5秒，南北方向(B线)红灯亮30秒；当南北方向(B线)放行、东西方向(A线)禁行时，南北方向(B线)绿灯亮25秒，然后黄灯亮5秒，东西方向(A线)红灯亮30秒。

如此循环，实现交通灯定时控制。

2、有急救车优先通过功能。

当有急救车到达时，路口的信号灯全部变红灯，以便急救车通过，急救车的通行时间为10秒，急救车过后，交通灯恢复先前状态。

3、交通灯在红、绿灯交替点亮中，用两个数码管显示点亮的灯还能持续的时间。

南图1 交通灯布置示意图二、实现方案1、电路图交通灯控制电路的核心元件采用单片机芯片AT89C51，其内部带有4KB的ROM，无须扩展存储器。

信号灯的控制由单片机的P1.0~P1.5控制，6只信号灯以共阴极方式连接，当P1口输出为高电平时，信号灯点亮，为实现上述控制要求，P1口共输出四种控制码，如表1所示。

表1：交通灯信号控制码2、控制程序（1）流程图软件包括主程序、延时、显示子程序、中断服务程序，各程序流程图如图2所示。

主程序流程图显示子程序流程图中断服务程序紧急情况图2 程序流程图（2） 控制程序 主程序： ORG 2000H MAIN ： MOV DPTR ，#7F00HMOV A ，#0BH ；PA 、PC 口均为输出MOVX @DPTR ，AMAIN：SETB EA ；开中断SETB EX0MOV 50H，#1FH ；设置时间显示初值MOV P1，#0CH ；A道放行，B道禁行MOV R7，#19H ；延时秒数MAIN1：LCALL DISP ；调1秒延时、及显示子程序DJNZ R7，MAIN1MOV P1，#0AH ；A道警告，B道禁行MOV R7，#05H ；延时秒数MAIN2：LCALL DISPDJNZ R7，MAIN2MOV 50H，#1FH ；设置时间显示初值MOV P1，#21H ；A道禁行，B道放行MOV R7，#19H ；延时秒数MAIN3：LCALL DISPDJNZ R7，MAIN3MOV P1，#11H ；A道禁行，B道警告MOV R7，#05H ；延时秒数MAIN4：LCALL DISPDJNZ R7，MAIN4AJMP MAIN ；循环延时、显示子程序：ORG 2000HDISP：MOV R6，#01H ；设置显示位寄存器初值（右边一位MOV TMOD，#01H ；定时器T0设置为定时方式的模式1MOV R5，#0AH ；定时器操作循环10次DEL1MOV TH0，#3CH ；定时器100ms计数器的初始值MOV TL0，#B0HSETB TR0 ；启动定时器DEL2：DEC 50H ；显示秒数减1MOV A，50HMOV B，#0AHDIV B ；拆分秒数ADD A，#2BHMOVC A，@A+PC ；查表个位数的字形码MOV R1，A ；个位数字形码送R1MOV A，BADD A，#25HMOVC A，@A+PC ；查表十位数的字形码MOV R2，A ；十位数字形码送R2MOV A，R6 ；位控码MOV DRTP，#7F03HMOVX @DPTR，AMOV A，R1 ；送个位数显示MOV DPTR，#7F01HMOVX @DPTR，ALCALL DELAY ；延时1msMOV A，R6RL A ；位控左移MOV R6，AMOV DPTR，#7F03HMOVX @DPTR，AMOV A，R2 ；送十位数显示MOV DPTR，#7F01HMOVX @DPTR，ALCALL DELAY ；延时1msJNB TF0，$ ；检测100ms定时是否到CLR TF0DJNZ R5，DEL1 ；100ms循环控制RET ；返回TABLE: DB C0H，F9H，A4H，B0H，99HDB 92H，82H，F8H，80H，90HDELAY：MOV R7，#02H ；延时1ms子程序DEL3：MOV R6，#0F9HDEL4：DJNZ R6，DEL2DJNZ R7，DEL1RETEND中断服务程序：ORG 0003H ；外部中断0入口地址LJMP INTER0ORG 2100HINTER0：PUSH 50H ；保护现场PUSH P1MOV P1，#00H ；两车道禁止MOV R7，#0AH ；延时10秒INT0：LCALL DISP ；调显示DJNZ R7，INT0POP P1 ；恢复现场POP 50HRETI ；中断返回三、PCB板设计Title Nu mb erRev isio nSize A4Date:24-Ap r-2006Sh eet o f File:K:\学校组织创新大赛资料2006-4\p ro tel99图\实做教学.d d b Drawn By :1A121A241A361A482A1112A2132A3152A4171Y1181Y2161Y3141Y4122Y192Y272Y352Y431G 12G19U274LS240D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE 1LE11U374LS373A1B 2C 3G 2A4G 2B 5G 16Y 77Y 69Y 510Y 411Y 312Y 213Y 114Y 015U574LS138EA/VP 31X119X218RESET 9RD 17W R16IN T012IN T113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P 30TXD 11RXD 10U68031A08A17A26A35A44A53A62A71A823A922A1019E/P 18OE 20VPP21D09D110D211D313D414D515D616D717U72716G F E D C B AA B C D E F G EVCCP10P11P12P13P14P15P16ALE P10P11P12P13P14P15P16P17A13A12A11A14A15VCCA10A9A8PSENPSENA8A9A10A11A12A13A14A15AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7ALE ALE Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y 11A121A241A361A482A1112A2132A3152A4171Y1181Y2161Y3141Y4122Y192Y272Y352Y431G12G 19U874LS244D 03Q 02D 14Q 15D 27Q 26D 38Q 39D 413Q 412D 514Q 515D 617Q 616D 718Q 719O E1L E 11U474LS373Y 4D 0D 1D 2D 3D 4D 6D 5D 7D2D0D1D7D5D4D3D6d p 1d p 2d p 3d p 3D9LEDD10LEDD11LEDD12LEDD13LEDD14LEDD15LEDD16LEDC130PFC230PFY16MHZ 晶体R8200S2SW-PB R91kVCCC322u Fresetx 1x 2x 1x 2resetR10POT2U14BUZZERd p 31D I G 12D 3d p 24D I G 25d p 6-7(-)6d p 6-7(+)7D I G 38d p 8(+)9D I G 410B 19D I G 1-E 21A 17C 20d p11(+)12d p 9(+)15E 11d p 9(-)13d p 11(-)14G 22d p 1(+)23d p 1-2-3(-)24F 18d p 8(-)16U15E40301SR11250R12250R13250R14250R155.1K R175.1K R185.1KR165.1K VCC AD0AD1AD2AD3Y 2Y 3R23250R24R25R26R27R28R29R30I N A7I N B 1I N C 2I N D 6L E /S T B 5B L K 4L T 3S E G A 13S E G B 12S E G C 11S E G D 10S E G E9S E G F 15S E G G 14U174511单片机控制（交通灯）系统原理图四、电路制作五、控制器特点利用单片机实现对交通信号灯的控制，具有成本低，可靠性高的特点。

实验十二 二字路口交通灯控制器设计姓名：沈燮勇 学号：01486433 班级：01计（2）一、 实验目的学习利用计数器和状态机设计十字路口交通灯控制器。

二、 实验原理题目要求：设计一个简单十字路口交通灯控制器。

该控制器控制甲乙两道的红、黄、绿三色灯，指挥交通和行人安全通行，交通灯控制器的示意图，本闪实验只要求做出倒计时时间显示模块的VHDL 程序，黄灯闪烁。

复杂十字路口交通灯控制器要比简单交通灯控制器增加一些功能，如倒计时时间显示，左转弯（左拐）、指示灯闪烁及特殊紧急情况的处理等。

下面以下面的十字路口交通灯系统为例，来说明上述功能的实现：东西方向（甲道）循环为绿灯45s, 黄灯5s ，左拐灯15s ，黄灯5s ，红灯40s ，黄灯5s 南北方向（乙道）循环为红灯65s ，黄灯5s ，绿灯20s ，黄灯5s ，左拐灯15s ，黄灯5s 其一个工作周期的时间关系示意图如下：可以将一个周期划分成以下8种状态：S0：cnt=0-44：甲道通行，乙道禁止；S1：cnt=45-49：甲道停车，乙道禁止；S2：cnt=50-64；甲道左拐，乙道禁止；S3：cnt=65-69；甲道停车，乙道禁止；S4：cnt=70-89；甲道禁止，乙道通行；S5：cnt=90-94；甲道禁止，乙道停车；S6：cnt=95-109；甲道禁止，乙道左拐；S7：cnt=110-114；甲道禁止，乙道停车；一、倒计时时间显示模块的处理1、各路口倒计时时间的计算在各个阶段，各路口倒计时时间显示值与当前计数值存在一定的关系：S0：cnt=0-44：甲道时间显示：disp1＝45－cnt ；乙道时间显示：disp2=65－cnt ； S1：cnt=45-49：甲道时间显示：disp1＝50－cnt ；乙道时间显示：disp2=65－cnt ； S2：cnt=50-64；甲道时间显示：disp1＝65－cnt ；乙道时间显示：disp2=65－cnt ； S3：cnt=65-69；甲道时间显示：disp1＝70－cnt ；乙道时间显示：disp2=70－cnt ；S4：cnt=70-89；甲道时间显示：disp1＝110－cnt；乙道时间显示：disp2=90－cnt；S5：cnt=90-94；甲道时间显示：disp1＝110－cnt；乙道时间显示：disp2=95－cnt；S6：cnt=95-109；甲道时间显示：disp1＝110－cnt；乙道时间显示：disp2=110－cnt；S7：cnt=110-114；甲道时间显示：disp1＝115－cnt；乙道时间显示：disp2=115－cnt；2、倒计时时间的显示根据上述关系得到的disp1和disp2 是十六进制数，在送到数码管显示之前，先要将它们转换成二位BCD码表示。

一设计任务有一条主干道和一条支干道的汇合点形成十字交叉路口，主干道为南北向，支干道为东西向。

为确保车辆安全，迅速地通行，在交叉道口的每个入口处设置了红，绿，黄3色信号灯。

要求：（1）主干道绿灯亮时，支干道红灯亮，反之亦然，两者交替允许通行，主干道每次放行55s，支干道每次放行25s。

每次由绿灯变为红灯的过程中，黄灯亮5s作为过渡。

（2）能实现正常的倒计时显示功能。

（3）能实现总体清零功能：计数器由初始状态开始计数，对应状态的指示灯亮。

（4）能实现特殊状态的功能显示：进入特殊状态时，东西、南北路口均显示红灯状态。

发挥部分：(1)增加左转允许控制功能（2）选择学校附近一个路口实地观察，按实际数据设计出该路口交通灯控制器。

二题目分析与整体构思1.该交通灯控制器应具备的功能根据设计任务主干道定为绿灯55sec，黄灯5sec，红灯30sec，支干道定为红灯60sec，绿灯25sec，黄灯5sec，，同时用数码管指示当前状态（红、黄、绿）剩余时间。

另外，设计一个特殊状态，当特殊状态出现时，两个方向都禁止通行，指示红灯，停止计时。

特殊状态解除后，恢复计数并指示时间。

2．实现方案从题目中计数值与交通灯的亮灭的关系如图所示：3.设计规划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、计数器（5s计时,、25s计时、55s计时）、控制器、译码器、数码器显示控制模块。

小组进行任务划分，我负责分频器和译码器模块。

三模块的原理及其程序1．分频器由于石英晶体振荡器产生的频率很高，要得到秒脉冲，需要用分频电路。

例如，振荡器输出4MHz信号，通过D触发器（74LS74）进行4分频变成1MHz,然后送到10分频计数器（74LS90,该计数器可以用8421码制，也可以用5421码制），经过6次10分频而获得1Hz 方波信号作为秒脉冲信号。

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。

通信工程系（教研室）指导教师目录1．前言 (1)2．系统设计任务跟要求 (2)3.交通灯状态分析 (2)4.系统设计思路 (4)5.开发板模块功能运用 (5)6.设计源程序 (7)7.设计心得 (13)8.参考文献 (13)1．前言自从1858年英国人，发明了原始的机械扳手交通灯之后，随后的一百多年里，交通灯改变了交通路况，也在人们日常生活中占据了重要地位，随着人们社会活动日益增加，经济发展，汽车数量急剧增加，城市道路日渐拥挤，交通灯更加显示出了它的功能，使得交通得到有效管制，对于交通疏导，提高道路导通能力，减少交通事故有显著的效果近年来随着单片机芯片的发展，单片机在各个领域的应用越来越多，单片机往往作为一个核心部件来使用，在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，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。

十字路口车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊。

那么靠什么来实现这井然秩序呢？靠的就是交通信号灯的自动指挥系统。

交通信号灯控制方式很多。

本系统采用STC89C52单片机以及单片机最小系统和三极管驱动电路以及外围的按键和数码管显示等部件，设计一个基于单片机的交通灯设计。

设计通过两位一体共阴极数码管显示，并能通过按键对定时进行设置。

本系统实用性强、操作简单、扩展功能强。

设计通过STC89C52单片机以及单片机最小系统和74HC245驱动数码管（数码管更亮，白天看的很清楚）以及外围的按键和数码管显示等部件，数码管倒计时显示时间。

2．系统设计任务跟要求设计任务：利用单片机设计一个十字路口交通灯控制，具体技术要求如下：（1）利用单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红、绿、黄灯交替点亮和熄灭，并且用4只LED数码管显示十字路口两个方向的剩余时间。

要求能用按键设置两个方向的通行时间，即绿、红灯点亮的时间和暂缓通行时间，即黄灯点亮的时间。

系统的工作应符合一般交通灯控制的要求。

课程设计课程名称_电子技术综合设计与实训题目名称___交通灯控制器___ 学生学院_______ 自动化_______ 专业班级____ 自动化1班______ 学号 3110000814学生姓名__ _________指导教师2011年9 月 16 日广东工业大学课程设计任务书题目名称交通灯控制器学生学院自动化专业班级自动化1班姓名黎树棠学号 3110000814一、课程设计的内容设计一个十字路口的红、绿、黄三色信号交通灯控制电路。

二、课程设计的要求与数据1). 用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。

主干道为东西向，有红、绿、黄三个灯；支干道为南北向，也有红、绿、黄三个灯。

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靠到禁行线之外。

2).由于主干道车辆较多而支干道车辆较少，所以主干道绿灯时间较长。

当主干道允许通行亮绿灯时，支干道亮红灯。

而支干道允许通行亮绿灯时，主干道亮红灯，两者交替重复。

主干道每次放行50秒，支干道每次放行30秒。

在每次由亮绿灯变成亮红灯的转换过程中间，需要亮5秒的黄灯作为过渡，以使行驶中的车辆有时间停靠到禁行线以外。

3). 能实现正常的、即时显示功能。

用DE2上的四个七段数码管作为倒计时显示器。

分别显示东西、南北方向的红灯、绿灯、黄灯时间。

4).能实现特殊状态的功能显示。

设S为特殊状态的传感器信号，当Ｓ=1时，进入特殊状态。

当Ｓ=0时，退出特殊状态。

按S后，能实现特殊状态功能：（1）显示器闪烁；（2）计数器停止计数并保持在原来的数据；（3）东西、南北路口均显示红灯状态；（4）特殊状态结束后，能继续对时间进行计数。

5).能实现总体清零功能。

按下R后，系统实现总清零，计数器由初始状态开始计数，对应状态的指示灯亮。

6）.利用QUARTUSⅡ软件，设计符合以上功能要求的交通灯控制器。

用图形输入方法。

控制器、计数器的功能用功能仿真的方法验证，可通过观察有关波形确认电路设计是否正确。

课程设计(综合实验)报告( 2012 —2013 年度第一学期)名称：电子技术综合实验题目：交通信号灯控制器院系：电气与电子工程学院班级：学号：学生姓名：指导教师：刘春颖设计周数：一周成绩：日期：2013年1 月15 日《电子技术》综合实验任务书一、目的与要求1.目的1.1课程设计是教学中必不可少的重要环节，通过课程设计巩固、深化和扩展学生的理论知识与初步的专业技能，提高综合运用知识的能力，逐步增强实际工程训练。

1.2注重培养学生正确的设计思想，掌握课程设计的主要内容、步骤和方法。

1.3培养学生获取信息和综合处理信息的能力、文字和语言表达能力以及协作工作能力。

1.4提高学生运用所学的理论知识和技能解决实际问题的能力及其基本工程素质。

2.要求2.1 能够根据设计任务和指标要求，综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。

2.2根据课题需要选择参考书籍，查阅手册、图表等有关文献资料。

要求通过独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题，培养自己分析、解决问题的能力。

2.3进一步熟悉常用电子器件的类型和特性，掌握合理选用的原则。

2.4学会电子电路的安装与调试技能，掌握常用仪器设备的正确使用方法。

利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法，解决实验中出现的问题。

2.5学会撰写课程设计总结报告。

2.6通过课程设计，逐步形成严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风和科学态度，培养学生树立一定的生产观点、经济观点和全局观点。

要求学生在设计过程中，坚持勤俭节约的原则，从现有条件出发，力争少损坏元件。

2.7在课程设计过程中，要做到爱护公物、遵守纪律、团结协作、注意安全。

二、主要内容共有8个既有学习价值又有一定的实用性和趣味性的设计课题，学生根据自身情况自由选择其中之一。

1.移位寄存器型彩灯控制器2.智力竞赛抢答器3.电子拔河游戏机4.交通信号灯控制器5.数字电子钟6.电子密码锁7.电子秒表8. 数字电子钟（硬件）三、进度计划四、设计（实验）成果要求1.学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过论证与选择，确定总体方案；然后对方案中单元电路进行选择和设计计算；最后画出总体电路图。

VHDL交通灯控制器的设计设计题：交通灯控制器的设计设计目的1、1、了解交通灯控制原理2、了解模块化设计方法3、掌握数字系统设计的方法设计要求：（1）设计一个十字路口交通管理信号灯控制电路。

绿灯55s,黄灯5s,红灯60s；（2）两个通道都在各亮灯期间分别进行倒计时，并将运行时间用数码管显示出来；（附加要求）（3）对器件进行在系统编程和实验验证。

写出设计性实验报告，并打印各层次的源文件和仿真波形，然后作简要说明。

设计思路:根据上文中确定的系统设计方案，运用模块化的设计思路，我们QuartusII 7.2软件系统中设计了1Hz分频电路、交通灯控制模块、显示控制模块、显示译码模块55秒倒计时时器模块、5秒倒计时器模块的HDL程序，并通过各个模块程序之间的端口合理连接和协调，成功设计出交通信号灯控制电路，得到其逻辑结构原理图，即为整个交通信号灯控制电路的逻辑结构。

设计分成4大块：1Hz时钟信号模块；X方向控制模块；Y方向控制模块；显示模块；分频模块代码library ieee;use ieee.std_logic_1164.all;use ieee.std_logic_unsigned.all;entity clkGen isport(clk:in std_logic; --外部时钟信号clk_out:out std_logic --分频后信号);end clkGen;architecture clkGen_arc of clkGen isbeginprocess(clk)variable temp:integer range 0 to 999;beginif(clk'event and clk='1')thenif(temp=999)then --分频计数temp:=0;clk_out<='0';elsetemp:=temp+1;clk_out<='1';end if;end if;end process;end;仿真结果：X方向控制模块代码：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY corna ISPORT (clk:IN STD_LOGIC;r,g,y:OUT STD_LOGIC;timh,timl:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)); END corna;ARCHITECTURE corner OF corna ISTYPE rgy IS (green,yellow,red);BEGINPROCESS (clk)V ARIABLE a:STD_LOGIC;V ARIABLE th,tl:STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);V ARIABLE state:rgy;BEGINIF(clk'EVENT AND clk='1') THENCASE state ISWHEN green=>IF a='0' THENth:="0101";tl:="0100";a:='1';g<='1';r<='0';y<='0';ELSEIF NOT (th="0000" AND tl="0001") THENIF tl="0000" THENtl:="1001";th:=th-1;ELSEtl:=tl-1;END IF;ELSEth:="0000";tl:="0000";a:='0';state:=yellow;END IF;END IF;WHEN yellow=>IF a='0' THENth:="0000";tl:="0100";a:='1';y<='1';g<='0';r<='0';ELSEIF NOT (th="0000" AND tl="0001") THENtl:=tl-1;ELSEth:="0000";tl:="0000";a:='0';state:=red;END IF;END IF;WHEN red=>IF a='0' THENth:="0101";tl:="1001";a:='1';r<='1';y<='0';g<='0';ELSEIF NOT (th="0000" AND tl="0001") THENIF tl="0000" THENtl:="1001";th:=th-1;ELSEtl:=tl-1;END IF;ELSEth:="0000";tl:="0000";a:='0';state:=green;END IF;END IF;END CASE;END IF;timh<=th;timl<=tl;END PROCESS;END corner;Y方向控制模块：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;ENTITY cornb ISPORT (clk:IN STD_LOGIC;r,g,y:OUT STD_LOGIC;timh,timl:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0)); END cornb;ARCHITECTURE corner OF cornb ISTYPE rgy IS (red,green,yellow);BEGINPROCESS (clk)V ARIABLE a:STD_LOGIC;V ARIABLE th,tl:STD_LOGIC_VECTOR (3 DOWNTO 0);V ARIABLE state:rgy;BEGINIF(clk'EVENT AND clk='1') THENCASE state ISWHEN red=>IF a='0' THENth:="0101";tl:="1001";a:='1';g<='0';r<='1';y<='0';ELSEIF NOT (th="0000" AND tl="0001") THENIF 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:="0101";tl:="0100";a:='1';y<='0';g<='1';r<='0';ELSEIF NOT (th="0000" AND tl="0001") THENIF tl="0000" THENtl:="1001";th:=th-1;ELSEtl:=tl-1;END IF;ELSEth:="0000";tl:="0000";a:='0';state:=yellow;END IF;END IF;WHEN yellow=>IF a='0' THENth:="0000";tl:="0100";a:='1';r<='0';y<='1';g<='0';ELSEIF NOT (th="0000" AND tl="0001") THENIF tl="0000" THENtl:="1001";th:=th-1;ELSEtl:=tl-1;END IF;ELSEth:="0000";tl:="0000";a:='0';state:=red;END IF;END IF;END CASE;END IF;timh<=th;timl<=tl;END PROCESS;END corner;显示控制模块：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;ENTITY CH41A ISPORT(sel : IN STD_LOGIC_VECTOR(2 downto 0); --位选信号d0 : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);d1 : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);d2 : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);d3 : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);q : OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0) --输出);END CH41A;ARCHITECTURE CH41A_architecture OF CH41A ISBEGINPROCESS (sel)BEGINCASE sel ISWHEN "000"=>q<=d0;WHEN "001"=>q<=d1;WHEN "110"=>q<=d2;WHEN "111"=>q<=d3;WHEN OTHERS=>q<=d0;END CASE;END PROCESS;END CH41A_architecture;显示位选代码：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;USE ieee.std_logic_UNSIGNED.all;entity SEL isport(clk:in std_logic; --时钟信号sel:out std_logic_vector(2 downto 0)); --选择信号end SEL;architecture SEL_arc of SEL issignal temp:std_logic_vector(2 downto 0);beginprocess(clk)beginif(clk'event and clk='1')thencase temp iswhen "000"=>temp<="001";when "001"=>temp<="110";when "110"=>temp<="111";when "111"=>temp<="000";when others=>temp<="000";end case;end if;sel<=temp;end process;end ;显示译码：LIBRARY ieee;USE ieee.std_logic_1164.all;ENTITY DISPA ISPORT(d : IN STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);q0 : OUT STD_LOGIC;q1 : OUT STD_LOGIC;q2 : OUT STD_LOGIC;q3 : OUT STD_LOGIC;q4 : OUT STD_LOGIC;q5 : OUT STD_LOGIC;q6 : OUT STD_LOGIC);END DISPA;ARCHITECTURE DISPA_architecture OF DISPA IS BEGINPROCESS (d)V ARIABLE q:STD_LOGIC_VECTOR(6 DOWNTO 0);BEGINCASE d ISWHEN "0000"=>q:="";WHEN "0001"=>q:="";WHEN "0010"=>q:="";WHEN "0011"=>q:="";WHEN "0100"=>q:="";WHEN "0101"=>q:="";WHEN "0110"=>q:="";WHEN "0111"=>q:="";WHEN "1000"=>q:="";WHEN "1001"=>q:="";WHEN OTHERS=>q:="";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 DISPA_architecture;其中显示模块又分为3个模块：1.BCD转数码管显示转化模块；2.片选通控制模块；3.显示控制模块。

EDA实验报告一、课程设计题目及要求题目：十字路口交通灯具体要求：设计一个十字路口的交通灯控制器，能显示十字路口东西、南北两个方向红、黄、绿灯的指示状态。

用两组红、黄、绿三种颜色的灯分别作为东西、南北两个方向红、黄、绿等。

变化规律为：东西绿灯亮，南北红灯亮——东西黄灯亮，南北红灯亮——东西红灯亮，南北绿灯亮——东西红灯亮，南北黄灯亮——东西绿灯亮，南北红灯亮······，这样循环下去。

南北方向每次通行时间为45秒，东西方向每次通行时间为45秒，要求两条交叉道路上的车辆交替运行，时间可设置修改。

绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道。

并要求所有交通灯的状态变化在时钟脉冲上升沿处。

二、实验编程环境QuartusII 8.0三、课程设计的详细设计方案（一）、总体设计方案的描述1.1、根据交通灯系统设计要求，可以用一个有限状态机来实现这个交通灯控制器。

首先根据功能要求，明确两组交通灯的状态，这两组交通灯总共共有四种状态，我们用ST0，ST1，ST2，ST3 来表示：St0表示东西路绿灯亮，南北路红灯亮；St1表示东西路黄灯亮，南北路红灯亮；St2表示东西路红灯亮，南北路绿灯亮；St3表示东西路红灯亮，南北路黄灯亮；1.2、根据上述四种状态描述列出的状态转换表表9-1 交通灯控制器状态转换表当前状态下一状态转换条件St0 St1 主路绿灯亮了40秒St1 St2 主路黄灯亮了5 秒St2 St3 主路绿灯亮了 40秒St3 St0 支路黄灯亮了5秒1.3、根据状态转换表得到交通灯控制器的状态转移图如图所示。

交通灯控制器的状态转移图 （二）各个模块设计2.1、控制器模块控制器模块示意图其中，clk 为时钟信号，时钟上升沿有效。

hold 为紧急制动信号，低电平有效。

ared,agreen,ayellow 分别表示东西方向的红灯，黄灯，绿灯显示信号，高电平有效。

交通灯控制器的设计与实现一、实验目的1．了解交通灯管理的基本工作原理。

2．熟悉8253计数器/定时器、8259A中断控制器和8255A并行接口的工作方式及应用编程。

3．掌握多位LED显示的方法。

二、实验内容与要求设计一个用于十字路口的交通灯控制器。

1．基本要求：1)东西和南北方向各有一组红,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)一组数码管，以倒计时方式显示两个方向允许通行或禁止通行的时间。

2．提高部分：1) 实时修改交通灯的持续时间。

2) 根据不同时段对主要交通方向的信号进行调整。

3) 可以使用LCD显示提示信息。

三、实验报告要求１．设计目的和内容２．总体设计３．硬件设计：原理图（接线图）及简要说明４．软件设计框图及程序清单５．设计结果和体会（包括遇到的问题及解决的方法）四、总体设计交通灯的工作过程如下：设十字路口的1、3为南，北方向，2、4为东西方向，初始态为4个路口的红灯全亮。

之后，1、3路口的绿灯亮，2、4路口的红灯亮，1、3路口方向通车，2个路口的LED数码管开始倒计时25秒。

延迟20秒后，1、3路口的绿灯熄灭，而1，3路口的黄灯开始闪烁（1HZ）。

闪烁5次后，1、3路口的红灯亮，同时2、4路口的绿灯亮，2、4路口方向开始通车，2个路口的LED数码管重新开始倒计时25秒。

延迟20秒时间后，2、4路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。

闪烁5次后，再切换到1、3路口方向。

之后，重复上述过程。

当有紧急情况时，2个方向都红灯亮，倒计时停止，车辆禁止通行，当紧急情况结束后，控制器恢复以前的状态继续工作。

在设计中采用6个发光二极管来模拟2个路口的黄红绿灯，每个路口用2个数码管来显示通行或禁止剩余的时间。

紧急情况用一个单脉冲发生单元申请中断来模拟，紧急情况结束后，再发一个中断来恢复以前的状态。