课程设计报告
2014-2015学年第2学期
课程设计名称： 电子综合设计EDA课程设计
院 （系）： 电子信息学院
专业： 电子信息工程 班级： BX1207 综合实验时间： 2015/7/20-2015/7/24 指导教师： 钟 旭 提交时间： 2015/7/24
学生姓名： 顾问 学号：121003430712 上海电机学院课程设计任务书
课程名称 电子综合设计EDA课程设计 课程设计 课题清单 设计时间 2015年 7月 20 日 —— 2015年 7 月 24 日 一、课程设计任务汇总 课程代码 033117P1 二、对课程设计成果的要求（包括课程设计报告、图纸、图表、实物等软硬件要求） 三、课程设计工作进度计划： 四、主要参考资料： 指 导 书： 参考资料： 目录
1. 题目名称 ............................................................................................................................. 1 2. 内容摘要 ............................................................................................................................. 1 3. 设计任务和要求 ............................................................................................................. 1 4. 系统方案 ............................................................................................................................. 1 5. 设计方法——硬件设计 ............................................................................................. 2 6. 设计方法——软件设计 ............................................................................................. 3 7. 系统调试 ............................................................................................................................. 4
7.1使用的主要仪器和仪表 ............................................................................................. 4 7.2调试电路的方法和技巧 ............................................................................................. 4 7.3整体性能测试数据和波形......................................................................................... 4 7.4调试中出现的故障、原因及排除方法 .................................................................. 5
8. 设计成果 ............................................................................................................................. 5 9. 设计结论 ............................................................................................................................. 7 10. 收获和体会 ..................................................................................................................... 7 11.附件（源程序） ............................................................................................................. 7 参考文献 .................................................................................................................................. 16
1. 题目名称
交通信号灯控制器
2. 内容摘要
本次课程设计通过HDL技术设计交通灯控制系统，其设计描述可被不同的工具所支持，可用不同器件来实现。利用Verilog HDL语言自顶向下的设计方 法设计交通灯控制系统，使其实现道路交通的快速正常运转，突出了其作为硬件描述语言的良好的可读性、可移植性和易理解等优点，并通过QuartusII和ModelSim完成综合、仿真。此程序下载到FPGA芯片后，可应用于实际的交通灯控制系统中。通常的设计方法基于中、小规模集成电路进行,电路元件多、接线复杂、故障率高。随着大规模集成电路的发展、EDA技术的出现,数字电路的设计进入了一个崭新阶段。FPGA是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路,其种类很多,内部结构也不同,但共同的特点是体积小、使用方便。本论文介绍了用VerilogHDL语言设计交通灯控制器的方法,并在QuartusII系统对FPGA芯片进行编译下载,由于生成的是集成化的数字电路,没有传统设计中的接线问题,所以故障率低、可靠性高,而且体积非常小。本论文通过EDA设计，利用VerilogHDL语言模拟仿真交通灯控制电路。说明EDA技术在数字电路设计中的优越性。
3. 设计任务和要求
我所选择的课题是用Verilog HDL实现交通灯控制器。该课题的具体内容及要求如下： 1、设计一个交通信号灯控制器，由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外；
2、红、绿、黄发光二极管作信号灯，用传感器或逻辑开关作检测车辆是否到来的信号； 3、主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯；
4、主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行时间A，支干道每次放行时间A，设立A、B计时显示电路；
5、在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮黄灯C时间作为过渡，使行驶中的车辆有时间停到禁行线外，设立C计时显示电路。时间A>B>C
4. 系统方案
本交通灯控制系统设计利用Verilog HDL语言进行设计编程，利用QUARTUS II软件将编写好的程序进行编译、仿真,并将调试完成的程序下载到FPGA芯片上,观测电路板上的红绿信号灯以及数码管显示,看是否按设计要求正常工作。 系统框图如下图所示：
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4.1系统框图
（C表示支干道是否有车到来，1表示有，0表示无；SET用来控制系统的开始及停止；RST是复位信号，高电平有效，当RST=1时，恢复到初始设置；CLK是外加时钟信号；MR、MY、MG分别表示主干道的红灯、黄灯和绿灯；CR、CY、CG分别表示支干道的红灯、黄灯和绿灯，1表示亮，0表示灭） 系统流程图如下：（MGCR:主干道绿灯，支干道红灯；MYCR:主干道黄灯，支干道红灯；MRCG:主干道红灯，支干道绿灯；MRCY:主干道红灯，支干道黄灯；T0=1表示主干道最短通车时间到，T1=1表示5秒黄灯时间到，T2=1表示支干道最长通车时间到。）
MGCR1C==1T0MRCYC=0T1=1MYCRCT2=1=1MRCGT1=1
5.设计方法——硬件设计
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