交通灯控制电路设计

要求：

1、设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求东西方向车道和南北方向车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为45秒。时间可设置修改。

2、在绿灯转为红灯时，要求黄灯先亮5秒钟，才能变换运行车道；

3、黄灯亮时，要求每秒闪亮一次。

4、东西方向、南北方向车道除了有红、黄、绿灯指示外，每一种灯亮的时间都用显示器进行显示（采用倒计时的方法）。

5、同步设置人行横道红、绿灯指示。

请采纳答案，支持我一下。

CP输入到74ls161构成模5计数器，即输出(D,C,B,A)=0000,0001,0010,0011,0111後经门电路组合置数从0000再开始重数。

74161的三个输出ABC输入到74138对应输入端，而对应的顺序输出为Y0',Y1',Y2',Y3',Y4'，Yo'Y1'并上接红LED，Y2'接黄LED，Y3'Y4'接绿LED。

要求：

1.主干道通行60秒，支干道通行40秒，交替通行。

2.每次绿灯换红灯前，黄灯先亮10秒用以等待十字路口内滞留车通过。

3.主支干道通行时间和黄灯的时间均由同一计数器按减计数方式计数（零状态为无效态）

4.在减计数器回零瞬间完成十字路口通行状态的转换（换灯）。

5.要有四个方向的时间显示，即红灯时间要等于绿灯和黄灯时间和。

计数器的状态由显示器件库中的带译码七段数码管显示，红、黄、绿三色信号灯由显示器件库中的指示灯模拟

（如果时间设置不同也没事）

谢谢！请发我邮箱sqqlicky@qq.com

要求:1、设计硬件电路（用发光二极管代替交通灯）

2、运行时绿灯、黄灯、红灯、绿灯……交替明灭

红、绿灯亮持续时间60秒，黄灯两持续时间5秒，并且黄灯与红绿灯亮重叠（即：红灯亮55秒后，黄灯亮，此时红黄都亮，持续5秒，红、黄灯灭，绿灯亮；绿灯亮55秒后，黄灯亮，此时绿黄都亮，持续5秒，绿、黄灯灭，红灯亮）

3、硬件设计说明设计方案，软件设计给出设计思想、源程序及主要部分的注释

可以带上原理图吗？

（一）设计题目和方案确定

1．设计题目：交通灯信号控制器的设计

2．设计要求：1．设交通灯信号控制器用于主干道与支干道公路的交叉路口，要求是优先保证主干道的畅通。因此，平时处于"主干道绿灯，支道红灯"状态，只有在支道有车辆要穿行主干道时，才将交通灯切向"主干道红灯，支道绿灯"，一旦支道无车辆通过路口，交通灯又回到"主干道绿灯，支道红灯"状态。

2．主干道和支干道自动循环。主干道和支道每次通行的时间为30s，而在两个状态交换过程出现的"主黄，支红"和"主红，支黄"状态，持续时间都为4s。

3． 手动设置主干道和支道每次通行的时间分别为为30s、40s、50s；

3 设计思路：

(1)传感器状态为主干路传感器支干路传感器，当支路无车时，即传感器开关状态为00 01状态时，总保持主干道绿灯支干道红灯状态；

(2)当主路总无车而支路总有车时，即传感器开关为01状态时 ，总保持主红支绿；

(3)当主干路支干路都有车时，即传感器为11状态时，主路支路轮流切换通行。

当主路绿灯30s切黄灯4s后，主路变红灯，支路变绿灯；当支路绿灯30s切黄灯4s后，主路变绿灯，支路变红灯。此两种状态为“主黄，支红”，“主红，支黄”两种状态。

（二）设计项目输入编译和仿真

1 设计交通控制器的VHDL文本程序：

library ieee

use ieee.std_logic_1164.all

use ieee.std_logic_arith.all

use ieee.std_logic_unsigned.all

entity jtdkz is

port(clk,sens_m,sens_f:in std_logic

m,l,n:in std_logic

rm,ym,gm,rf,yf,gf:out std_logic)

end jtdkz

architecture arc of jtdkz is

type state_type is (a,b,c,d)

signal state:state_type

signal k:std_logic_vector(2 downto 0)

begin

k<=m&l&n

cnt:process(clk,state)

variable g,s:integer range 0 to 49

variable nclr,en:bit

begin

if k<="001" then g:=29

elsif k<="010" then g:=39

elsif k<="100" then g:=49

else g:=0

end if

if(clk'event and clk='1') then

if nclr='0' then s:=0

elsif en='0' then s:=s

else s:=s+1

end if

case state is

when a=>rm<='0'ym<='0'gm<='1'

rf<='1'yf<='0'gf<='0'

if(sens_f and sens_m)='1' then

if s=g then

state<=bnclr:='0'en:='0'

else

state<=anclr:='1'en:='1'

end if

elsif(sens_f and (not sens_m))='1' then

state<=bnclr:='0'en:='0'

else

state<=anclr:='1'en:='1'

end if

when b=>rm<='0'ym<='1'gm<='0'

rf<='1'yf<='0'gf<='0'

if s=3 then

state<=cnclr:='0'en:='0'

else

state<=bnclr:='1'en:='1'

end if

when c=>rm<='1'ym<='0'gm<='0'

rf<='0'yf<='0'gf<='1'

if(sens_f and sens_m)='1' then

if s=g then

state<=dnclr:='0'en:='0'

else

state<=cnclr:='1'en:='1'

end if

elsif sens_f='0' then

state<=dnclr:='0'en:='0'

else

state<=cnclr:='1'en:='1'

end if

when d=>rm<='1'ym<='0'gm<='0'

rf<='0'yf<='1'gf<='0'

if s=3 then

state<=anclr:='0'en:='1'

else

state<=dnclr:='1'en:='1'

end if

end case

end if

end process cnt

end arc

2 程序说明：

rm ym gm分别表示主干道红黄绿灯，rf yf gf分别表示支道红黄绿灯；

sens_m sens_f分别表示主干道支干道传感器。有车时为1，无车时为0。

m l n表示手动控制开关，当001时表示30s控制时间，当010时表示40s控制时间，

当100时表示50s控制时间。

3 将模块进行编译，具体如下：

（1）器件的选择：选择FLEX10K10LC84-3器件。

（2）锁定引脚。

（3）编译。

4.新建一个gdf文件，形成顶层文件，如图所示：

4功能仿真：创建仿真通道文件；

编辑仿真通道文件；

设计项目的仿真。

新建一个scf文件，生成仿真图，如图所示：

（三） 器件编程下载与硬件验证

1. 器件编译：

将ByteBlaster电缆的一端与计算机的并行口相连

选择菜单命令MAX+PLUSⅡ/Programmer，打开编译窗口。如下图所示∶

选择菜单命令Options/Hardware Setup，在Hardware Type栏选择ByteBlaster(MV)；在

栏选择使用并行口（LPT1）选择OK按钮，回到器件编译窗口。如下图所示∶Parallel Port中

1． 了解交通灯的亮灭规律。

2． 了解交通灯控制器的工作原理。

3． 熟悉VHDL语言编程，了解实际设计中的优化方案。

二 硬件需求

1．EDA/SOPC实验箱一台。

三 实验原理

交通灯的显示有很多方式，如十字路口、丁字路口等，而对于同一个路口又有很多不同的显示要求，比如十字路口，车子如果只要东西和南北方向通行就很简单，而如果车子可以左右转弯的通行就比较复杂，本实验仅针对最简单的南北和东西直行的情况。

要完成本实验，首先必须了解交通路灯的亮灭规律。本实验需要用到实验箱上交通灯模块中的发光二极管，即红、黄、绿各三个。依人们的交通常规，“红灯停，绿灯行，黄灯提醒”。其交通灯的亮灭规律为：初始态是两个路口的红灯全亮，之后东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时一段时间后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。

在实验中使用8个七段码管中的任意两个数码管显示时间。东西路和南北路的通车时间均设定为20s。数码管的时间总是显示为19、18、17……2、1、0、19、18……。在显示时间小于3秒的时候，通车方向的黄灯闪烁。

四 实验内容

本实验要完成任务就是设计一个简单的交通灯控制器，交通灯显示用实验箱的交通灯模块和七段码管中的任意两个来显示。系统时钟选择时钟模块的1KHz时钟，黄灯闪烁时钟要求为2Hz，七段码管的时间显示为1Hz脉冲，即每1s中递减一次，在显示时间小于3秒的时候，通车方向的黄灯以2Hz的频率闪烁。系统中用S1按键进行复位。

五 实验步骤

完成交通灯控制器的实验步骤如下：

1．首先打开Quartus II软件，新建一个工程，并新建一个VHDL File。

2．按照自己的想法，编写VHDL程序.

3．对自己编写的VHDL程序进行编译并仿真。

4．仿真无误后，根据附录一的引脚对照表，对实验中用到时钟、七段码显示及交通灯模块的LED对应的FPGA引脚进行管脚绑定，然后再重新编译一次。

5．用下载电缆通过JTAG接口将对应的sof文件下载到FPGA中。

6．观察交通灯控制器的工作是否满足实验要求。

注意:此实验需管脚复用

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library ieee

use ieee.std_logic_1164.all

use ieee.std_logic_arith.all

use ieee.std_logic_unsigned.all

--------------------------------------------------------------------

entity exp18 is

port( Clk : in std_logic --时钟输入

Rst : in std_logic --复位输入

R1,R2 : out std_logic --红灯输出

Y1,Y2 : out std_logic --黄灯输出

G1,G2 : out std_logic --绿灯输出

Display : out std_logic_vector(7 downto 0) --七段码管显示输出

SEG_SEL : buffer std_logic_vector(2 downto 0) --七段码管扫描驱动

)

end exp18

--------------------------------------------------------------------

architecture behave of exp18 is

signal Disp_Temp : integer range 0 to 15

signal Disp_Decode : std_logic_vector(7 downto 0)

signal SEC1,SEC10: integer range 0 to 9

signal Direction : integer range 0 to 15

signal Clk_Count1: std_logic_vector(9 downto 0) --产生0.5Hz时钟的分频计数器

signal Clk1Hz: std_logic

signal Dir_Flag : std_logic --方向标志

begin

process(Clk)

begin

if(Clk'event and Clk='1') then

if(Clk_Count1<1000) then

Clk_Count1<=Clk_Count1+1

else

Clk_Count1<="0000000001"

end if

end if

end process

Clk1Hz<=Clk_Count1(9)

process(Clk1Hz,Rst)

begin

if(Rst='0') then

SEC1<=0

SEC10<=2

Dir_Flag<='0'

elsif(Clk1Hz'event and Clk1Hz='1') then

if(SEC1=0) then

SEC1<=9

if(SEC10=0) then

SEC10<=1

else

SEC10<=SEC10-1

end if

else

SEC1<=SEC1-1

end if

if(SEC1=0 and SEC10=0) then

Dir_Flag<=not Dir_Flag

end if

end if

end process

process(Clk1Hz,Rst)

begin

if(Rst='0') then

R1<='1'

G1<='0'

R2<='1'

G2<='0'

else --正常运行

if(SEC10>0 or SEC1>3) then

if(Dir_Flag='0') then --横向通行

R1<='0'

G1<='1'

R2<='1'

G2<='0'

else

R1<='1'

G1<='0'

R2<='0'

G2<='1'

end if

else

if(Dir_Flag='0') then --横向通行

R1<='0'

G1<='0'

R2<='1'

G2<='0'

else

R1<='1'

G1<='0'

R2<='0'

G2<='0'

end if

end if

end if

end process

process(Clk1Hz)

begin

if(SEC10>0 or SEC1>3) then

Y1<='0'

Y2<='0'

elsif(Dir_Flag='0') then

Y1<=Clk1Hz

Y2<='0'

else

Y1<='0'

Y2<=Clk1Hz

end if

end process

process(Dir_Flag)

begin

if(Dir_Flag='0') then --横向

Direction<=10

else--纵向

Direction<=11

end if

end process

process(SEG_SEL)

begin

case (SEG_SEL+1) is

when "000"=>Disp_Temp<=Direction

when "001"=>Disp_Temp<=Direction

when "010"=>Disp_Temp<=SEC10

when "011"=>Disp_Temp<=SEC1

when "100"=>Disp_Temp<=Direction

when "101"=>Disp_Temp<=Direction

when "110"=>Disp_Temp<=SEC10

when "111"=>Disp_Temp<=SEC1

end case

end process

process(Clk)

begin

if(Clk'event and Clk='1') then--扫描累加

SEG_SEL<=SEG_SEL+1

Display<=Disp_Decode

end if

end process

process(Disp_Temp) --显示转换

begin

case Disp_Temp is

when 0=>Disp_Decode<="00111111" --'0'

when 1=>Disp_Decode<="00000110" --'1'

when 2=>Disp_Decode<="01011011" --'2'

when 3=>Disp_Decode<="01001111" --'3'

when 4=>Disp_Decode<="01100110" --'4'

when 5=>Disp_Decode<="01101101" --'5'

when 6=>Disp_Decode<="01111101" --'6'

when 7=>Disp_Decode<="00000111" --'7'

when 8=>Disp_Decode<="01111111" --'8'

when 9=>Disp_Decode<="01101111" --'9'

when 10=>Disp_Decode<="01001000" --'='

when 11=>Disp_Decode<="00010100" --'||'

when others=>Disp_Decode<="00000000" --全灭

end case

end process

end behave

相位是根据各个路口的车流量经过计算后来定的。所以每个路口的相位不一样.

开始先是测算流量，测算一个时间段内各个方向的各种交通流量（行人、非机动车、机动车）的流量以及最高峰流量。然后根据交通流量的规律来计算它们运行所需要的时间，然后才确定每个路口红灯和绿灯的时间，进而确定相位。

转向灯是机动车的一个零部件，跟红绿灯是没有关系的。转向灯的作用只是为了表示自己车辆即将运行的方向，以便周围的车采取相应的措施。比如你要左转的时候，要提前30米左右打转向，然后别的车看见会注意刹车或慢行，对你转弯有好处，当你转过弯的方向回正的时候，转向灯会自己恢复到原位。

参考我的回答。http://zhidao.baidu.com/question/37405994.html