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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划红绿灯的实践报告xx学院数字系统课程设计报告书课题名称基于FPGA的交通灯控制电路设计院系信息工程学院姓名学号xx专业班级指导教师xxxx设计时间XX-XX学年第2学期15、16周XX年06月18日目录摘要?11设计目的?22设计内容及要求?23系统整体方案及设计原理?24各模块电路设计与实现?2分频模块设计与实现?2三进制计数器设计与实现?3计数器模块设计与实现?51602显示驱动模块设计与实现?75系统仿真及硬件下载?13系统仿真?13硬件下载?206设计总结?22参考文献?22
2、摘要：交通灯控制器在城市交通监管中起着极其重要的作用。传统的交通灯控制器基本是通过单片机或者PLC实现。本文介绍基于FPGA技术和Quartus开发平台实现十字路口交通灯控制器的一种方案。利用VHDL硬件描述语言描述各模块程序，并在Quartus环境下编译、仿真，生成顶层文件后下载在FPGA器件EP2C5T144C8上进行验证。验证结果表明，设计基本实现了交通灯控制器所要求的控制过程，包括倒计时显示功能、和主、支干道的红、黄、绿灯交替显示功能，表明本文所述的设计方案正确。本设计采用的VerilogHDL是一种全方位的硬件描述语言具有极强的描述能力能支持系统行为级、寄存器传输级和逻辑门级三个不同
3、层次的设计支持结构、数据流、行为三种描述形式的混合描述、覆盖面广、抽象能力强因此在实际应用中越来越广泛。而FPGA是特殊的ASIC芯片与其他的ASIC芯片相比它具有设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进、标准产品无需测试、质量稳定以及可实时在线检测等优点。关键字：EDAFPGAQuartus交通灯11、设计目的电子实习是电类各专业教学中的重要实习环节，是加强专业知识、提高动手能力和激发创新意识的重要途径。通过该次实习，学生应掌握逻辑电路的分析和综合设计能力，了解常用中规模集成电路的基本知识，培养学生如何利用所学知识解决实际问题的能力，为后续专业课的学习、参加电子设计大赛以及实际工作打下扎
4、实的基础。2、设计内容及要求、主道路绿、黄、红灯亮的时间分别为60秒、5秒、25秒；、次道路绿、黄、红灯亮的时间分别为20秒、5秒、65秒；、主、次道路时间指示采用倒计时制，用2位数码管显示。3、系统整体方案及设计原理交通灯的设计是由软件和硬件相配合使用而实现的，通过FPGA控制实现倒计时显示功能、和主、支干道的红、黄、绿灯交替显示功能。其原理框图如图3-1所示:图3-1交通灯原理框图分频模块可以将晶振产生的4MHz的时钟信号分成适合时钟模块的1Hz信号和适合驱动模块的1000Hz。三进制加法器产生红、黄、绿灯的显示时间，置数给计数模块，并将灯的状态传到驱动模块。计数模块主要将上个模块给的数据
5、依次减到零，不断循环。驱动模块驱动程序运行。通过Verilog语言编程来实现各个模块的功能，再通过QuartusII软件来画图连接，仿真并生成可下载文件，然后在显示器上显示。4、各模块电路设计与实现、分频模块设计与实现点击菜单“FileNew”，在DesignFiles页中选择VerilogHDLFile，为工程新添一个VerilogHDL文件，并在编辑窗口编辑程序。用Verilog编写的分频模块程序如下：/分频器模块/输入频率：20MHz/输出频率：1Hz,1000Hzmodulefp20m(clk,2clk1,clk1000);inputclk;outputclk1,clk1000;reg
6、clk1,clk1000;reg25:0cnt,cnt1;always(posedgeclk)/1Hz分频beginif(cnt=)/从0到总共次begincnt=0;clk1=clk1;/每次翻转，周期为XX0000次，也就是1Sendelsecnt=cnt+1;endalways(posedgeclk)/1000Hz分频beginif(cnt1=9999)begincnt1=0;clk1000=clk1000;endelsecnt1=cnt1+1;endendmodule程序写好后，先保存再置顶后编译，最后点击FileCreate/UpdateCreateSymbolFilesforCur
7、rentFile,创建一个模块。该程序在QuartusII软件上生成的分频模块如图4-1所示：图4-1分频模块此模块中管脚中，clk表示时钟信号的输入端口，clk1表示输入信号的1Hz分量，clk1000表示输入信号的1000Hz分量。后面几个模块的创建都是如此操作，故不再重复说明。、三进制加法器模块设计与实现用Verilog编写的计数器模块程序如下：modulethree(clk,ena,q,sh,sl,d);inputclk;3XX-XX学年第1学期单片机综合技术实训报告题目：基于单片机的交通灯控制器设计系别：电子工程系班级：电子B1101姓名：杨杰指导教师：袁战军时间：地点：1S203实
8、训室一、实训目的通过“基于单片机的交通灯控制器设计”实训，使学生能够将前面所学单片机原理、数字电路和模拟电路等课程的知识融会贯通，并锻炼学生独立设计、制作和调试应用系统的能力，深入领会单片机应用系统的软硬件设计、调试方法及研制过程；同时，学会查阅各种相关资料，掌握实际电路焊接、Protel电路原理图绘制、KeilC51软件编程调试等技能，为今后专业课学习和走向工作岗位打下良好基础。二、实训要求要求所设计的交通灯控制器，具有如下功能：1设计有东西向、南北向十字路口交通灯，有红、黄、绿三色灯显示。2(转载于:写论文网:红绿灯的实践报告)按照交通规则控制东西向、南北向的红、黄、绿灯。3用两位LED数
9、码管实现倒计时显示，倒计时时间为30秒。4设计出系统的硬件电路，并编制相应的软件程序。5.完成所设计电路的焊接和调试。6.上交一份“基于单片机的交通灯控制器设计”实训报告。三、实训内容、课时分配、实训方式一、前言二、数字电压表的设计方案1、画出整体框图，并简要介绍各部分功能；三、系统硬件设计1、给出系统硬件电路。2、主要芯片介绍3、部分主要电路介绍。四、系统软件设计1给出系统主程序流程图，并加以介绍。2对系统主要功能模块进行介绍。3给出系统软件程序清单。五、给出几篇参考文献六、心得体会一、前言在工业生产中，电压表作为一种常用的测量仪器，而被广泛应用于各种测量和控制过程中。目前，为了满足高精度、
10、高效率的生产需求，对电压表的可靠性及测量精度也提出了更高地要求。随着用微型计算机取代传统分立元件，通过软件编程来实现各种控制算法，使得数字电压表的制作也变得既简单又经济。因此，本课程设计主要研究用MCS-51单片机来实现数字电压表的制作。二、数字电压表的设计方案数字电压表的系统组成框图如图1所示。该数字电压表主要包括MCS-51单片机、A/D转换器、LED显示电路、时钟分频电路、时钟电路及复位电路，各部分功能如下：A/D转换器。主要实现对采集到的05V模拟电压进行A/D转换，并将转换结果送给MCS-51单片机。时钟分频电路。将MCS-51单片机ALE引脚输出的时钟信号(是单片机时钟频率的1/6
11、)进行一定的分频处理，使其满足A/D转换器正常工作时所需外部时钟频率的要求。LED显示电路。单片机将A/D转换得到的8位数据进行一定处理后，通过P1、P2口控制LED显示电路进行输出显示。时钟、复位电路。时钟电路产生单片机正常工作时所需的外部时钟；复位电路完成系统的上电复位及手动复位功能，使系统可以重新执行软件程序。图1数字电压表的组成框图三、系统硬件设计数字电压表系统的硬件电路如图2所示。图2数字电压表的硬件电路图1、微处理器模块在系统硬件电路中，微处理器选用ATMEL公司生产的8位flash单片机AT89C51。由于AT89C51芯片内部含有4KB字节的flash存储器，所以系统不需要外扩
12、程序存储器EPROM。单片机AT89C51采用12MHz晶振，P0口作为低8位数据输入口，用于传输ADC0809进行A/D转换后输入的数据；P1口用来控制LED显示时的段码；用来控制LED显示时的位码；控制ADC0809的START、ALE端，用来启动AD转换的开始；用于控制ADC0809的OE端，通过控制A/D转换器的三态输出锁存器，实现A/D转换器向单片机输出转换后数据；用于采集ADC0809的EOC端状态，当EOC为高电平时，表明A/D转换结束，否则，表明A/D转换正在进行。?AT89C51性能介绍在控制系统中，微处理器主要用于完成运算和控制功能，因此，系统要求它应该具有实时的外部响应，能迅速地采集到现场数据，在作出逻辑判断、推理后实现对被控参数的调整与控制。本系统微处理器选用了单片机AT89C51，因为从应用角度看，它具有集成度高、运xxxxxx学院信息工程学院数字系统课程设计报告书课题名称：院系：姓名学号：专业班级：指导教师：基于FPGA的交通灯设计信息工程学院信工系xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx设计时间:XX-XX学年第2学期15-16周XX年6月28日目录1、摘要.22、设计内容及要求.23、系统设计总体方案及设计原理.34、各模块电路设计与实现.3时钟分频模块.
