基于QuartusⅡ简易路口交通信号灯管理系统的仿真设计
2011级通信工程一班 刘志鹏
一、实验目的
通过此次自主设计、仿真完成过程，对QuartusⅡ加深认识，并且能密切地将其与实际问题联系在一起，增强自身独立解决实际问题的能力。
二、实验要求
在马路的十字路口，X和Y方向除了有红灯、绿灯、黄灯指示灯是否允许通行外，内部还设有倒计时时钟进行计数，控制允许通行和禁止通行的时间。为了实验方便，假定绿灯，黄灯，红灯的持续时间分别为5秒、2秒和7秒。当X方向或者Y方向出现警车、消防车、救护车等优先通行类车辆时，则X、Y方向红灯全亮，其他灯全灭，其他车辆禁止通行。当特殊状态结束后，恢复原来状态，继续正常运行。
三、实验需求分析
根据分析，此实验主要有两个功能：一是实现交通信号灯的时间控制，二是实现外部开关可以控制交通灯在特殊情况下的状态，而且当出现特殊情况下，交通信号灯的计数时间停止，以便特殊情况结束后信号灯恢复到正常状态。
四、设计过程
1、计数模块
本设计方案计数使用16进制加法计数器74161，采用异步置零的方法接成14进制计数器，计数状态从0000-1101，其中在0000-0004段控制绿灯亮，
0005-0006段控制黄灯亮，0007-0013段控制红灯亮。计数电路图如下所示：
2、信号灯控制电路 记计数器输出为
Q3Q2Q1Q0Q3Q2Q1Q0，则控制交通信号灯的真值表为：
Y1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 R1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 G1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101
0 0 0 0 0 0 1 1 1 经过整理化简状态方程，得到：
G?Q3Q2Q1Q0?Q3Q2
Y?Q3Q2Q1Q0?Q3Q2Q1Q0
R?Q3?Q3Q2Q1Q0
使用 QuartusⅡ仿真控制电路，得到图如下：
同理可得G2、Y2、R2的真值表，状态方程和电路连接情况略，计算方式与上面类似。
Q3Q2Q1Q0 G2 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 Y2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 R2 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101
3、特殊情况应急电路
利用一个外置的SWITCH（开关）对G、Y、R进行控制，即当SWITCH为1时，G和Y置0，R置1。此操作可用与门和或门实现。电路图如下所示。
4、特殊情况应急电路停止CLK信号输入电路
若SWITCH置1，则强迫CLK信号置1，计数器停止计数。待SWITCH置0的时候计数器恢复计数状态。电路图如下：