EDA课程设计报告——交通灯.doc

【EDA课程设计报告——交通灯.doc】是一份关于利用EDA技术设计交通信号灯控制电路的课程设计报告。EDA，即电子设计自动化（Electronic Design Automation），是利用计算机软件进行电子系统和集成电路设计、仿真、验证以及制造的过程。在这个设计中，交通信号灯控制电路的目的是优化城市道路交叉口的交通流量，确保安全且高效的通行。 一、交通信号灯控制电路设计 交通信号灯在城市交通管理中起着至关重要的作用，尤其在交通繁忙的交叉口。设计的目标是通过EDA技术，如FPGA（Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）来实现红绿灯的智能控制，使得主干道和支干道的交通能够交替有序流动。交通信号的控制原则通常是为了最大化交叉口的通行量或者最小化车辆的延误时间。在设计中，每个方向设置红绿黄三色信号灯，红灯表示禁止通行，绿灯表示允许通行，黄灯作为过渡，允许行驶中的车辆减速至停止线外。 二、方案设计与论证 设计采用系统级设计方法，而不是传统的电路级设计，这更符合现代电子设计的需求。关键部分是使用FPGA芯片来实现功能模块。通过VHDL（Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language）编写各功能模块的程序，如分频器、时序发生电路和开关控制部分。然后，使用综合器和适配器将这些模块集成到一起，生成目标器件的配置文件。 1、系统时序发生电路设计 时序发生电路，例如clk_gen，主要任务是生成稳定时钟信号，确保系统的正常运行。它包括分频器，可以将外部1kHz时钟信号分频得到1秒周期的ena_lhz信号（占空比1:1000）和用于闪烁控制的flash_lhz信号（占空比1:1）。同时，还产生250Hz的ena_scan信号，供红绿灯信号译码电路使用。在VHDL中，通过进程(process)实现计数器的递增和复位，达到分频目的。 2、开关控制部分 开关控制部分涉及到交叉口的人工干预，例如在高峰期由交警手动控制交通流。ASM图（状态机图）用来描述开关i、j、k的状态（1表示开，0表示关）及其逻辑关系，以实现手动与自动控制的切换。 在完成VHDL代码编写后，需要进行波形仿真以验证设计的正确性。一旦仿真结果符合预期，就可以将程序下载到FPGA中，并在实验箱上进行调试，以确保实际操作中的功能符合设计需求。 总结来说，这份EDA课程设计报告详细阐述了如何利用EDA技术设计一个基于FPGA的交通信号灯控制系统，涵盖了系统设计、VHDL编程、仿真验证和硬件调试等多个环节，展示了EDA技术在解决实际问题中的应用。这样的设计有助于提高城市交通的效率，减少交通拥堵和事故，提升道路交叉口的服务水平。