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EDA交通灯设计学院：信息工程学院班级：学号：姓名：目录第一章设计原理 (1)第二章设计流程 (2)第三章程序设计说明 (3)3.1 程序设计流程图 (3)3.2 分频模块 (3)3.3 特殊功能及清零模块 (4)3.4 交通灯运行模块 (4)3.5 扫描显示模块 (6)第四章仿真及调试 (8)4.1调试步骤 (8)第五章总程序设计 (9)参考文献 (15)摘要：Verilog HDL作为一种规范的硬件描述语言,被广泛应用于电路的设计中。
他的设计描述可被不同的工具所支持,可用不同器件来实现。
本设计选用了目前应用较为广泛的Verilog HDL 硬件描述语言。
第一章设计原理Verilog hdl提供了简单实用的状态机语句，在设计时把它和实验箱结合起来控制扫描显示交通灯的运行情况。
其原理框图如图1：图1通过外部时钟控制整个交通灯的运行，先将外部时钟经过分频电路变为周期1HZ的时钟，以这个时钟来控制各个路口灯的亮灭及时间显示。
即和计数器结合起来，每一秒钟计数器计一次数并传送给扫描模块显示输出。
当计数器达到设定的最大值便清零，相应的灯的状态便改变，如此反复。
至于复位和特殊功能的实现皆是通过单独的时钟翻转来控制，本设计中采用置数的方法来实现。
当需要的时候直接将对应的时钟置为高电平即可，再置为低电平时从一开始的状态显示。
第二章设计流程当控制开关打开后，主干路和支干路的灯暂时不显示，等待初始化信号。
待信号来临后，两路灯均开始显示。
其中，主干路红灯和支干路绿灯先亮，待主干路红灯显示35秒后，绿灯开始显示，20s后黄灯显示，黄灯显示5s后红灯再一次点亮，如此循环。
支干路绿灯亮了30s后黄灯点亮，5s后红灯点亮，红灯显示25s后绿灯再一次点亮，如此循环。
其流程图如下图2所示：图2第三章程序设计说明3.1 程序设计流程图流程图如图3：图33.2 分频模块通过提供一个60hz的外部时钟wclk，经过分频得到一个1hz的时钟clk。
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。
EDA技术课程设计报告交通灯控制器一、设计功能：实现高速公路与乡间小路的交叉路口红绿灯的控制二、具体功能要求：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成红灯。
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20秒时间）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，也将在给定时间内保持高速公路绿灯。
（注：这段时间定义为60秒时间）4、原理框图如下：A B C D高速交通灯绿（60秒）黄（5秒）红（20秒）红（5秒）小道交通灯红红绿黄三、参考设计方案:图2 交通信号灯控制器的原理框图采用VHDL语言输入的方式实现交通信号灯控制器图3 交通信号灯控制器程序原理框图该程序由7个进程组成，进程P1和P2将CLK信号分频后产生1秒信号，进程P3、P4、P5构成两个带有预置数功能的十进制计数器，其中P4产生允许十位计数器计数的控制信号。
进程P6实现状态转换和产生状态转换的控制信号，进程P7产生次态信号和信号灯输出信号，以及每一个状态的时间值。
计数器驱动脉冲如图所示：四、编写相应源程序：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED. ALL;ENTITY CONTRALZ ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;RA,GA,YA:OUT STD_LOGIC;TIMEAH,TIMEAL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0));END CONTRALZ;ARCHITECTURE BHV OF CONTRALZ ISTYPE RG IS (GREEN,RED,YELLOW2);BEGINPROCESS(CLK)VARIABLE A:STD_LOGIC;VARIABLE TH,TL:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0);VARIABLE STATE:RG;BEGINIF CLK'EVENT AND CLK='1'THEN CASE STATE ISWHEN GREEN=>IF A='0'THEN TH:="0101";TL:="1001";A:='1';GA<='1';RA<='0';YA<='0';ELSE IFNOT(TH="0000"AND TL="0001")THEN IF TL="0000"THEN TL:="1001";TH:=TH-1;ELSE TL:=TL-1;END IF;ELSETH:="0000";TL:="0000";A:='0';STATE:=RED;END IF;END IF;WHEN RED=>IF A='0'THEN TH:="0001";TL:="1001";A:='1';RA<='1';YA<='0';GA<='0';ELSE IFNOT(TH="0000"AND TL="0001") THEN IF TL="0000"THEN TL:="1001";TH:=TH-1;ELSETL:=TL-1;END IF;ELSE TH:="0000";TL:="0000";A:='0';RA<='0';GA<='0';STATE:=YELLOW2;END IF;END IF;WHEN YELLOW2=>IF A='0'THEN TH:="0000";TL:="0101";A:='1';YA<='1';GA<='0';RA<='0';ELSE IF NOT(TH="0000"AND TL="0001")THEN IF TL="0000"THEN TL:="0101";TH:=TH-1;ELSE TL:=TL-1;END IF;ELSE TH:="0000";TL:="0000";GA<='0';RA<='0';YA<='0';A:='0';STATE:=RED;END IF;END IF;END CASE;END IF; TIMEAH<=TH;TIMEAL<=TL;END PROCESS;END BHV;LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL; ENTITY CONTRALX ISPORT(CLK:IN STD_LOGIC;RB,GB,YB,CHU:OUT STD_LOGIC;TIMEAH,TIMEAL:OUT STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0));END CONTRALX;ARCHITECTURE BHV OF CONTRALX ISTYPE RGY IS(RED,YELLOW1,GREEN,YELLOW2);BEGIN PROCESS(CLK)VARIABLE A:STD_LOGIC;VARIABLE TH,TL:STD_LOGIC_VECTOR(3 DOWNTO 0); VARIABLE STATE:RGY;BEGIN IF CLK'EVENT AND CLK='1'THEN CASE STATE ISWHEN YELLOW1=>IF A='0'THEN TH:="0000";TL:="0100";A:='1';YB<='1';GB<='0';RB<='0';CHU<='1';ELSE IF NOT(TH="0000"AND TL="0001")THEN IF TL="0000"THEN TL:="1001";TH:=TH-1;ELSE TL:=TL-1;END IF;ELSE TH:="0000";TL:="0000";A:='0';STATE:=GREEN;END IF;END IF;WHEN GREEN=>IF A='0'THEN TH:="0001";TL:="1001";A:='1';GB<='1';RB<='0';YB<='0';CHU<='1';ELSE IF NOT(TH="0000"AND TL="0001") THEN IF TL="0000"THEN TL:="1001";TH:=TH-1;ELSE TL:=TL-1;END IF;ELSE TH:="0000";TL:="0000";A:='0';STATE:=YELLOW2;END IF;END IF;WHEN RED=>IF A='0'THEN TH:="0101";TL:="0100";A:='1';RB<='1';YB<='0';CHU<='1';ELSE IF NOT(TH="0000"AND TL="0001")THEN IF TL="0000"THEN TL:="1001";TH:=TH-1;ELSE TL:=TL-1;END IF;ELSE TH:="0000";TL:="0000";A:='0';STATE:=YELLOW1;END IF;END IF;WHEN YELLOW2=>IF A='0'THEN TH:="0000";TL:="0100";A:='1';YB<='1';GB<='0';RB<='0';CHU<='1';ELSE IF NOT(TH="0000"AND TL="0001") THEN IF TL="0000"THEN TL:="1001";TH:=TH-1;ELSE TL:=TL-1;END IF;ELSE TH:="0000";TL:="0000";A:='0';CHU<='0';STATE:=RED;END IF;END IF;END CASE;END IF;TIMEAH<=TH;TIMEAL<=TL;END PROCESS;END BHV;五、对源程序进行编译及仿真1、对程序进行编译，结果如下图：2、用waveform对程序进行波形仿真，结果如下图：六、设计思路在听完课程设计指导课前，我们对交通灯的程序设计思路基本上可以称得上是一片茫然，在听完课后虽然有个大致的思路，但还是不知道具体要怎么实施，于是我们开始去图书馆寻找参考书。
目录目录 (1)第一章设计思路 (1)1.1、设计内容及要求 (1)1.2、设计构思 (1)1.3、设计构思框图 (2)第二章单元模块设计与仿真 (3)2.1、时钟分频模块 (3)2.2、5秒倒计时计数器模块 (4)2.3、35秒倒数计时计数器模块 (7)2.4、25秒倒计时计数器模块 (9)2.5、40秒倒计时计数器模块 (11)2.6、20秒倒计时计数器模块 (13)2.7、A方向控制模块 (15)2.8、B方向控制模块 (16)2.9、显示模块 (18)2.10、顶层文件的编写 (21)2.11. 总电路图 (25)第三章调试 (26)3.1、硬件实验 (26)3.2、实验现象 (27)心得体会 (28)参考文献 (29)第一章设计思路1.1、设计内容及要求1. 设计制作一块十字路口的交通信号灯的控制电路的专用芯片。
2. A方向和B方向各设置红（R）、黄（Y）、绿（G）三盏灯，三盏灯按合理的顺序亮灭，并能将灯亮的时间以倒计时的方式显示出来。
3. 两个方向各灯的时间可方便地进行设置和修改。
假设A方向为主干道，车流量大，A方向通行时间比B方向长。
设A方向每次至少通行t1秒,B 方向每次至多通行t2秒,黄灯亮t秒。
1.2、设计构思为了方便A、B方向的车流不堵塞，默认A方向先亮绿灯，同时B方向亮红灯，时间以倒数显示出来，在绿灯时间到达时，通过3秒黄灯，过渡到红灯，使得行驶过程中的车辆有足够的时间停下来。
所以，红灯的时间是另一方向的绿灯时间加上黄灯的时间。
用Ga、Ya、Ra依次代表主干道A方向的绿灯、黄灯和红灯。
用Gb、Yb、Rb依次代表支干道B方向的绿灯、黄灯和红灯。
根据A、B方向的车流量大小，令A方向绿灯亮30S，黄灯亮3s，红灯亮28S；B方向绿灯亮25S，黄灯3s，红灯33s。
如图1-1，图中1代表点亮，0代表灭。
A方向（主干道）B方向（支干道）时间Ga Ya Ra Gb Yb Rb 时间35S 1 0 0 0 0 1 40S 5S 0 1 0 1 0 0 20S25S 0 0 1 0 1 0 5S图1-1 交通灯亮灭时间安排1.3、设计构思框图图1-2 设计构思框图如图所示，通过A、B方向控制器分别控制A和B方向各自的时间倒数模块以及时间显示。
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。
目录前言: (1)一、设计任务: (2)二、题目分析与整体构思: (2)三、硬件电路设计: (3)四、程序设计: (7)五、心得体会: (20)六、设计创新: (20)七、参考文献: (20)前言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D的DEA技术的发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息，通信，自动，控制及计算机应用等领域的重要性日益突出。
随着技术市场与人才市场对DEA的不断的增加,交通的问题日益突出，单单依靠人力来指挥交通已经不可行了,所以，设计交通灯来完成这个需求就显的越加迫切了.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。
以下就是运用数字电子设计出的交通灯：其中红灯亮,表示该条路禁止通行；黄灯亮表示停车；绿灯亮表示允许通行。
一﹑设计任务设计一个十字路口的交通灯控制系统，用实验平台上的LED发光二极管显示车辆通过的方向（东西和南北各一组），用数码管显示该方向的剩余时间。
要求：工作顺序为东西方向红灯亮45秒，前40秒南北方向绿灯亮，后5秒黄灯亮。
然后南北方向红灯亮45秒，前40秒东西方向绿灯亮，后5秒黄灯亮。
依次重复。
有紧急事件时允许将某方向一直开绿灯或者开红灯，另外允许特定情况两方向均为红灯，车辆禁行，比如十字路口恶性交通事故时，东西，南北两个方向均有两位数码管适时显示该方向亮灯时间。
二、题目分析与整体构思(1)该交通灯控制器应具备的功能设东西和南北方向的车流量大致相同，因此红、黄、绿灯的时长也相同，定为红灯45sec，黄灯5sec，绿灯40sec，同时用数码管指示当前状态（红、黄、绿）剩余时间。
另外，设计一个紧急状态，当紧急状态出现时，两个方向都禁止通行，指示红灯。
紧急状态解除后，重新计数并指示时间。
(2) 实现方案一从题目中计数值与交通灯的亮灭的关系如图（1）所示三﹑硬件电路设计（1）分频器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。
该分频器实现的是一千分频，将一千赫兹的时钟信号分频成一赫兹的时钟信号。
（2）控制器设计控制器的作用是根据计数器的计数值控制发光二极管的亮、灭，以及输出倒计时数值给七段数码管的分位译码电路。
此外，当检测到特殊情况（HOLD=‘1’）发生时，无条件点亮红灯的二极管。
本控制器可以有两种设计方法，一种是利用时钟烟的下降沿读取前级计数器的计数值，然后作出反应；另一种则是将本模块设计成纯组合逻辑电路，不需要时钟驱动。
这两种方法各有所长，必须根据所用器件的特性进行选择：比如有些FPGA有丰富的寄存器资源，而且可用与组合逻辑的资源则相对较少，那么使用第一种方法会比较节省资源；而有些CPLD的组合逻辑资源则比较多，用第二种方法可能更好。
（3）计数器设计这里需要的计数器的计数范围为0-90。
计到90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（HOLD=‘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。
（4）分位译码电路设计--1因为控制器输出的到计时数值可能是1位或者2位十进制数，所以在七段数码管的译码电路前要加上分位电路（即将其分为2个1位的十进制数，如25分为2和5，7分为0和7）。
与控制器一样，分位电路同样可以由时钟驱动，也可以设计成纯组合逻辑电路。
控制器中，引入了寄存器。
为了让读者开拓眼界，分位电路就用组合逻辑电路实现。
（5）分位译码电路设计—2（6）数码管驱动设计串行连接，即每个数码管对应的引脚都接在一起（如每个数码管的a引脚都接到一起，然后再接到CPLD/FPGA上的一个引脚上），通过控制公共端为高电平控制相应数码管的亮、灭（共阴极数码管的公共端为高电平时，LED不亮；共阳极的公共端为低电平时，LED不亮）。
串行法的优点在于消耗的系统资源少，占用的I/O口少，N个数码管只需要（7+N）个引脚（如果需要小数点，则是（8+N）个引脚）。
其缺点是控制起来不如并行法容易。
（7）下图为交通灯控制器的顶层文件连接图四、程序设计（1）分频器的设计LIBRARY IEEE;USE IEEE.Std_Logic_1164.ALL;ENTITY FreDevider ISPORT(Clkin:IN Std_Logic;Clkout:OUT Std_Logic);END;ARCHITECTURE Devider OF FreDevider ISCONSTANT N:Integer:=499;signal counter:Integer range 0 to N;signal Clk:Std_Logic;BEGINPROCESS(Clkin)beginIF rising_edge(Clkin)THENIF Counter=N thencounter<=0;Clk<=not clk;elsecounter<=counter+1;end if;end if;end process;clkout<=clk;end;（2）控制设计控制器的作用是根据计数器的计数值控制发光二极管的亮、灭，以及输出倒计时数值给七段译管的分译码电路。
此外，当检测到特殊情况（Hold=‘1’）发生时，无条件点亮红色的发光二极管。
LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY countroller ISPORT (Clock:IN STD_LOGIC;Hold:in std_logic;CountNum:in INTEGER RANGE 0 TO 89;NumA,NumB:out INTEGER RANGE 0 TO 45;RedA,GreenA,YellowA:out std_logic;RedB,GreenB,YellowB:out std_logic);END;ARCHITECTURE behavior OF Countroller ISBEGINprocess(Clock)BEGINIF falling_edge(Clock)THENIF Hold='1' THENRedA<='1';RedB<='1';GreenA<='0';GreenA<='0';YellowA<='0';YellowB<='0';ELSIF CountNum<=39 THEN NumA<=40-CountNum;RedA<='0';GreenA<='1';YellowA<='0';ELSIF CountNum<=44 THEN NumA<=45-CountNum;RedA<='0';GreenA<='0';YellowA<='1';ELSENumA<=90-CountNum;RedA<='1';GreenA<='0';YellowA<='0';END IF;IF CountNum<=44 THENNumB<=45-CountNum;RedB<='1';GreenB<='0';YellowB<='0';ELSIF CountNum<=84 THEN NumB<=85-CountNum;RedB<='0';GreenB<='1';YellowB<='0';ELSeNumB<=90-CountNum;RedB<='0';GreenB<='0';YellowB<='1';END IF;END IF;END PROCESS;END;（3）计数器的设计这里计数器的计数范围为0—45S 。
计到45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(Hold=‘1‘)发生时，计数器暂停计数，而系统复位号Reset则使计数器异步清0。
程序如下：LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY counter ISPORT (clock:IN STD_LOGIC;reset:in std_logic;Hold:in std_logic;countNum:BuFFeR INTEGER RANGE 0 TO 90);END;ARCHITECTURE behavior OF counter ISBEGINprocess(reset,Clock)BEGINIF Reset='1' THENcountNum<=0;ELSIF rising_edge(Clock) THENIF Hold='1' thencountNum<=countNum;ELSEIF countNum=90 THENcountNum<=0;ELSEcountNum<=countNum+1;END IF;END IF;END IF;END PROCESS;END;（4）分位译码电路设计--1LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY Fenwei ISPORT(Numin:IN integer RANGE 0 TO 45;NumA,NumB:OUT Integer RANGE 0 to 9 );END;ARCHITECTURE behavior OF Fenwei IS BEGINprocess(Numin)BEGINIF Numin>=40 THENNumA<=4;NumB<=Numin-40;ELSIF Numin>=30 THENNumA<=3;NumB<=Numin-30;ELSIF Numin>=20 THENNumA<=2;NumB<=Numin-20;ELSIF Numin>=10 THENNumA<=1;NumB<=Numin-10;ELSENumA<=0;NumB<=Numin;END IF;END PROCESS;END;（5）分位译码电路设计—2USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; ENTITY Fenwei2 ISPORT(Numin:IN integer RANGE 0 TO 45; NumC,NumD:OUT Integer RANGE 0 to 9 );END;ARCHITECTURE behavior OF Fenwei2 IS BEGINprocess(Numin)BEGINIF Numin>=40 THENNumC<=4;NumD<=Numin-40;ELSIF Numin>=30 THENNumC<=3;NumD<=Numin-30;ELSIF Numin>=20 THENNumC<=2;NumD<=Numin-20;ELSIF Numin>=10 THENNumC<=1;NumD<=Numin-10;ELSENumC<=0;NumD<=Numin;END IF;END PROCESS;END;（6）数码管驱动设计LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;ENTITY bcd_data ISPORT(bcd_data:in STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0); segout: out STD_LOGIC_VECTOR(6 downto 0) );END;ARCHITECTURE behavior OF bcd_data IS BEGINprocess(bcd_data)BEGINcase bcd_data iswhen "0000"=>segout<="1111110";when "0001"=>segout<="0110000";when "0010"=>segout<="1101101";when "0011" =>segout<="1111001" ;when "0100" =>segout<="0110011" ;when "0101"=>segout<="1011011" ;when "0110"=>segout<="0011111" ;when "0111"=>segout<="1110000" ;when "1000" =>segout<="1111111" ;when "1001" =>segout<="1110011";when others =>null;END CASE;END PROCESS;END;LIBRARY IEEE;USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;USE IEEE.STD_LOGIC_unsigned.ALL;ENTITY dtsm ISPORT(clk:in STD_LOGIC;NumA,NumB,NumC,NumD: in STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0); segout1:out STD_LOGIC_VECTOR(6 downto 0);led_sel: out STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0));END dtsm;architecture bhv of dtsm iscomponent bcd_data isport (bcd_data:in STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);segout:out STD_LOGIC_VECTOR(6 downto 0));end component;signal x:STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);signal q:STD_LOGIC_VECTOR(1 downto 0);beginp1:process(clk)beginif clk'event and clk ='1' thenQ<= Q + '1';end if;end process;p2:process(Q)begincase Q iswhen"00"=>led_sel<="1110";x<=NumD;when"01"=>led_sel<="1101";x<=NumC;when"10"=>led_sel<="1011";x<=NumB;when"11"=>led_sel<="0111";x<=NumA;when others=>null;end case;end process;u1:bcd_data PORT map(bcd_data=>x,segout=>segout1);end五﹑设计创新1﹑模块化编程，模块化接线，再编译总原理图，思路比较清楚解容易。
