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1、东南大学自动化学院数字系统课程设计专业综合设计报告姓 名： 学 号： 专 业： 自动化 实 验 室： 电工电子四楼 组 别： 无 同组人员： 无 设计时间： 2012年 8 月 8日 2010 年 9 月 15 日评定成绩： 审阅教师： 目 录一课程设计的目的与要求（含设计指标）3页码二原理设计（或基本原理）3页码三. 架构设计（架构设计）4页码四. 方案实现与测试（或调试）5页码五分析与总结15页码一. 课程设计的目的与要求（含设计指标）主干道与乡村公路十字交叉路口在现代化的农村星罗棋布，为确保车辆安全、迅速地通过，在交叉路口的每个入口处设置了红、绿、黄三色信号灯。红灯禁止通行；绿灯允许通行
2、；黄灯亮则给行驶中的车辆有时间行驶到禁行线之外。主干道和乡村公路都安装了传感器，检测车辆通行情况，用于主干道的优先权控制。 具体要求如下：（1）当乡村公路无车时，始终保持乡村公路红灯亮，主干道绿灯亮。（2）当乡村公路有车时，而主干道通车时间已经超过它的最短通车时间时，禁止主干道通行，让乡村公路通行。主干道最短通车时间为25s 。 （3） 当乡村公路和主干道都有车时，按主干道通车25s，乡村公路通车16s交替进行。（4） 不论主干道情况如何，乡村公路通车最长时间为16s。（5） 在每次由绿灯亮变成红灯亮的转换过程中间，要亮5s时间的黄灯作为过渡。（6）用开关代替传感器作为检测车辆是否到来的信号。
3、用红、绿、黄三种颜色的发光二极管作交通灯。 要求显示时间，倒计时二. 原理设计（或基本原理）本设计用了Verilog HDL语言, TOPDOWN设计,设计方法从系统设计入手,在顶层进行功能方框图的划分和结构设计。具体过程如下：该系统中输入变量有:set(使能开关),c(乡村道路开关), clk(系统时钟)，该控制系统打开后共有两种状态： 一种是只有主干道交通灯亮，这种情况比较简单，此时主干道绿灯一直亮着。第二种是乡村道路开关打开，此时是主干道和乡村道路红灯和绿灯交替亮。三.方案论证(架构设计)交通灯控制器框图：流程图如下：四. 方案实现与测试（或调试）1）顶层模块外界输入:两个开关：一个时能
4、使能控制开关，一个乡村道路开关。使 能开关打开交通灯开始工作，乡村道路打开表示乡村公路上有车。输出： 四个数码管，两个显示主干道交通灯时间，两个显示乡村道路时间；六个led灯，两红两黄两绿分别表示主干道和乡村公路的红黄绿灯。运行过程：1、开始时将时能开关打开表示交通灯开始工作。此时由于乡村道路开关是关着的，所以主干道保持绿灯亮。2、然后将乡村公路开关打开，表示乡村公路上有车。此时主干道红灯立刻亮，5秒之后主干道黄灯变为红灯，乡村公路变为绿灯。经过15秒之后，乡村公路等变为黄灯，再过五秒变为红灯，此时主干道变为绿灯。25秒之后主干道等变为黄灯，再经过五秒变为红灯，此时乡村公路变为绿灯，如此循环3
5、、若乡村道路灯开关突然关闭，主干道交通灯理科变为绿灯，数码管倒记到0，并保持这种状态不变 顶层的block图仿真结果：2）设计中所有模块组成：分频器：降低频率信号，用于获得适合的时钟信号。主模块：控制各个状态的转换，算法的主要实现部分。数码管显示模块：显示各种颜色的主干道和乡村道路灯的显示时间具体实现过程如下：1 分频器1）模块如下所示:输入端为clk_in，clk_in为原频率的脉冲输入，clk_out得到想要的频率2）源程序：module fre(clk_in,clk_out);input clk_in;output clk_out;reg clk_out;reg 24:0cnter;al
6、ways (posedge clk_in)begin if (cnter=1) begin if(ml=0) begin mh=mh-1; ml=4b1001; end else ml=ml-1; endif(ch,cl=1)begin if(cl=0) begin ch=ch-1;cl=4b1001; end else cl=cl-1;endif(mh,ml=6&ch,cl=1) begin state=0; endif(mh,ml=1&ch,cl=1) begin state=0; endif(mh,ml=1&ch,cl=6) begin mh=0;ml=0;ch=0;cl=0; stat
7、e=0; endendendelsebeginmh,ml=8b00100101;ch,cl=8b00110000;mr,mg,my,cr,cg,cy=6b010100;endendendmodule3.数码管模块1）模块如下所示:数码管模块用来显示灯亮时间2）调试中出现的问题及解决措施一开始一个脉冲为10m，经过计算的大概40m要增加一毛，但是如此之后，当增加到2.4时，才行走了960m，对顾客不公平，后来改用将其量程扩大的办法，然后通过分的进位获得角的增加，能够精确的定位价格。3）源程序：1、module disp(clk,count,led);input clk;input 3:0coun
8、t;output 7:0led;reg 7:0led;always(posedge clk)begincase(count)4d0:led=8b00000011; 4d1:led=8b10011111; 4d2:led=8b00100101; 4d3:led=8b00001101; 4d4:led=8b10011001; 4d5:led=8b01001001; 4d6:led=8b01000001; 4d7:led=8b00011111; 4d8:led=8b00000001; 4d9:led=8b00001001;default:led=8bx;endcaseend2、module disp(clk,count,led);input clk;input 3:0count;output 7:0led;reg 7:0led;always(posedge clk)begincase(count)4d0:led=8b00000011; 4d1:led=8b10011111; 4d2:led=8b00100101; 4d3:led=8b00001101; 4d4:led=8b10011001; 4d5:led=8b01001001; 4d6:led=8b01000001; 4d7:led=8b00011111; 4d8:led=8b0
