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1、摘要 本 科 毕 业 设 计 论 文 题 目 基于CPLD的交通灯控制器设计 摘 要当今时代是一个自动化时代，交通灯控制等很多行业的设备都与计算机密切相关。因此，一个好的交通灯控制系统，将给道路拥挤、违章控制等方面给予技术革新。随着大规模集成电路及计算机技术的迅速发展，以及人工智能在控制技术方面的广泛运用，智能设备有了很大的发展，是现代科技发展的主流方向。本文介绍了一个交通灯系统的设计。本文介绍的是基于EDA技术设计交通灯系统的一种方案。EDA技术的一个重要特征就是使用硬件描述语言(HDL)来完成系统的设计文件，应用VHDL的数字电路实验降低了数字系统的设计难度,这在电子设计领域已得到设计者的
2、广泛采用。本设计就是针对交通信号灯控制器的设计问题，提出了基于VHDL语言的交通信号灯系统的硬件实现方法。本设计利用VHDL语言来实现交通灯控制器。通过对系统进行结构分析，采用自顶向下的层次化设计方法，分别给出了用于控制交通灯明灭和倒计时功能的控制模块，用于紧急情况的分频模块，以及控制各个方向数码管的译码显示模块，最终形成用于自动控制十字路口的交通灯和计时器的交通灯控制器。从本文最后给出的仿真结果可知，该交通灯控制器实现了预期目标。关键词：交通信号灯，VHDL语言，仿真 ABSTRACTThe modern age is an era of automation, traffic light
3、control equipment for many industries are closely related with the computer. Therefore, a good traffic light control system, will bring technical innovations for road congestion, illegal control, etc. With the rapid development of large scale integrated circuits and computer technology and the exten
4、sive use of intelligent devices in the control of artificial intelligence technology, intelligent devices have gotten great progress and become the mainstream of the development of modern science . This paper describes the system design of traffic lights .Traditional traffic light control system is
5、mostly achieved by a single chip or PLC, this paper introduces a scheme of the design of traffic signal systems based on EDA technology . An important feature of EDA technology is the use of hardware description language (HDL) to complete the system design documents, the experiment applied VHDL digi
6、tal circuit reduces the difficulty of digital system design, which has been widely adopted by the designers of electronic area. This design puts forward a method of hardware implementation for traffic lights system based on VHDL language to resolve the design problem of traffic signal controller . E
7、ach module is given VHDL program by analyzing the structure of the system and using a hierarchical design method, and it applies Max Plus on the simulation of applications , and the corresponding simulation results are gained. When design the circuit with VHDL, we should be fully aware of the charac
8、teristics of VHDL language and optimize the circuit design from the design, the use of statements and methods of description,etc.Through optimizing circuit design, we can use smaller programmable logic chip, thereby reducing system cost.Design and implementation of traffic light controller with VHDL
9、 language.Through the system for structural analysis, using top-down hierarchical design method, gives a VHDL program modules, and applications using Quartus II simulation, have come to the corresponding simulation results.Circuit design with VHDL language, should be fully aware of the features of V
10、HDL language, from the design, use statement, and description of the superior aspects of optimized circuit design.Through optimization design of circuits, programmable logic chip can use smaller, thus reducing system costs.Keywords: Traffic light ，VHDL language ，Simulation目录目录摘 要3ABSTRACT4第一章 前言91.1
11、 选题意义91.2 交通灯发展史及国内外研究现状101.3 主要研究内容.111.4 章节安排.12第二章 本文研究平台简介132.1 CPLD复杂可编程逻辑器件13 2.1.1 CPLD结构及其发展.132.1.2 CPLD的特点及其使用132.1.3 EPM7128SLC84-15芯片介绍142.2 VHDL硬件编辑语言14 2.2.1 VHDL语言及其发展.152.2.2 VHDL语言设计流程152.2.3 VHDL的描述风格16 2.2.4 选择VHDL硬件描述语言设计的优势.172.3 Quartus 简介19第三章 交通灯系统的设计213.1 红绿灯交通信号系统功能描述213.1.
12、1 任务和要求213.1.2 设计思想213.2 红绿灯交通信号系统的VHDL模块223.2.1 控制模块253.2.2 分频模块253.2.3 译码显示模块32第四章 仿真后的时序图344.1 控制模块374.2 分频模块374.3 译码显示模块384.3整体仿真38第五章 总结395.1 结论.415.2 展望.42参考文献43致 谢44附 录 .45前言第一章 前言1.1 选题意义随着经济的增长和人口的增加，人们生活方式不断变化，人们对交通的需求不断增加。城市中交通拥挤、堵塞现象日趋严重，由此造成巨大的经济与时间损失。 资料显示，对日本东京268个主要交叉路口的调查估计表明：每年在交叉路口的时间延误，折成经济报失为20亿美元；而在我国北京市，当早晚交通高峰时，交叉路口处的排队长度竟达1000多米，有的阻车车队从一个交叉路口延伸到另一个交叉路口，这时一辆车为通过一交叉路口，往往需要半个小时以上，时间损失相当可观。我国是一个历史悠久、人口众多的国家，城市数量随着社会的发展不断增多。 随着城市化进程的大大加快，诱发的交通需求急剧增长，供需矛盾不断激化，严重的交通问题也随之而来。人、车、路三者关系的协调，已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统是用于城市交通数据监测、交通信号灯控制与交通疏导的计算机综
