基于FPGA技術(shù)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
計(jì)數(shù)模塊的仿真如圖3所示,從圖中可以看出,在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下,計(jì)數(shù)值不斷自加,當(dāng)計(jì)數(shù)值countnum等于鍵盤輸入值32(key=32)時(shí),計(jì)數(shù)返回到0,開始下一輪計(jì)數(shù)。當(dāng)Hold檢測(cè)到特殊情況時(shí)置‘1’,使計(jì)數(shù)器暫停計(jì)數(shù)。
3.2 控制器模塊的仿真設(shè)計(jì)
在控制器模塊中,紅、綠、黃三盞燈工作的總時(shí)間由鍵盤輸入,各交通燈時(shí)間分配規(guī)則如下:紅燈時(shí)間占總時(shí)間的1/2,綠燈時(shí)間占3/8,黃燈時(shí)間占1/8,本設(shè)計(jì)中鍵盤輸入值為32(key=32),正常情況下紅燈亮16 s,綠燈亮12 s,黃燈亮4 s。
控制器仿真情況如圖4所示,當(dāng)hold為低電平,計(jì)數(shù)值countnum12時(shí),greenA輸出高電平,A東西方向綠燈亮起車輛通行,此時(shí)與之相對(duì)應(yīng)的redB輸出高電平,B方向紅燈亮起車輛禁行。A方向顯示交通燈閃爍持續(xù)時(shí)間的數(shù)碼管numA從12開始遞減,同時(shí)B方向顯示交通燈閃爍持續(xù)時(shí)間的數(shù)碼管numB從16開始遞減。當(dāng)12countnum16時(shí),yellowA輸出高電平,A方向黃燈亮起,numA從數(shù)值4開始倒計(jì)時(shí),此時(shí)greenB仍處于低電平,numB繼續(xù)倒計(jì)時(shí),B方向紅燈閃亮車輛仍處于禁行狀態(tài)。當(dāng)countnum>16,redA輸出高電平,A方向紅燈亮起車輛禁行,numA從數(shù)值16開始倒計(jì)時(shí),此時(shí)greenB輸出高電平,B方向綠燈亮起車輛通行,numB從數(shù)值12開始遞減。當(dāng)16countnum28時(shí),redA繼續(xù)處于高電平狀態(tài),numA繼續(xù)倒計(jì)時(shí),A方向車輛禁行,而此時(shí)yellowB輸出高電平,B方向黃燈亮起,numB從數(shù)值4開始遞減。當(dāng)hold為‘1’時(shí),表示進(jìn)入緊急狀態(tài),F(xiàn)LASH置‘1’,各方向的紅燈均亮起,所有機(jī)動(dòng)車禁行。
3.3 分位模塊設(shè)計(jì)
分位模塊的設(shè)計(jì)主要是將燈亮?xí)r間分為十位和個(gè)位,通過(guò)兩個(gè)相應(yīng)的數(shù)碼管分別顯示出來(lái)。本設(shè)計(jì)中燈亮?xí)r間最長(zhǎng)不超過(guò)40 s(numin40),numA,numB分別表示十位、個(gè)位上的數(shù)字,分位模塊程序設(shè)計(jì)的流程圖如圖5所示。
分位模塊的仿真如圖6所示,numin的數(shù)值大小可以通過(guò)numA,numB的組合以十進(jìn)制數(shù)值顯示,從而實(shí)現(xiàn)了分位功能。
4 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及調(diào)試
本系統(tǒng)的主要邏輯設(shè)計(jì)由一片EPlK30TC144-3芯片完成,編寫的VHDL源程序在Altera公司的邏輯綜合工具Max+PlusⅡ下經(jīng)過(guò)編譯和功能仿真測(cè)試后,針對(duì)下載芯片進(jìn)行管腳配置,下載到EPlK30TC144-3芯片中,進(jìn)行相應(yīng)的硬件調(diào)試,調(diào)試結(jié)果與軟件仿真的結(jié)果相吻合,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)完成了預(yù)定功能。
5 結(jié) 語(yǔ)
本文利用硬件描述語(yǔ)言VHDL編程,借助Altera公司的Max+PlusⅡ軟件環(huán)境下進(jìn)行了編譯及仿真測(cè)試,通過(guò)FPGA芯片實(shí)現(xiàn)了一個(gè)實(shí)用的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)由于采用了EDA技術(shù),不但大大縮短了開發(fā)研制周期,提高了設(shè)計(jì)效率,而且使系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)靈活,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,性能穩(wěn)定的特點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:
控制系統(tǒng)
設(shè)計(jì)
交通
技術(shù)
FPGA
基于
FPGA交通燈控制系統(tǒng)
軟件
仿真
工具
相關(guān)推薦
技術(shù)專區(qū)
- FPGA
- DSP
- MCU
- 示波器
- 步進(jìn)電機(jī)
- Zigbee
- LabVIEW
- Arduino
- RFID
- NFC
- STM32
- Protel
- GPS
- MSP430
- Multisim
- 濾波器
- CAN總線
- 開關(guān)電源
- 單片機(jī)
- PCB
- USB
- ARM
- CPLD
- 連接器
- MEMS
- CMOS
- MIPS
- EMC
- EDA
- ROM
- 陀螺儀
- VHDL
- 比較器
- Verilog
- 穩(wěn)壓電源
- RAM
- AVR
- 傳感器
- 可控硅
- IGBT
- 嵌入式開發(fā)
- 逆變器
- Quartus
- RS-232
- Cyclone
- 電位器
- 電機(jī)控制
- 藍(lán)牙
- PLC
- PWM
- 汽車電子
- 轉(zhuǎn)換器
- 電源管理
- 信號(hào)放大器
評(píng)論