EDA的交通灯控制系统设计
实现路口 交通灯 系统的 控制 方法很多,可以用标准逻辑器件、可编程序控制器PLC、单片机等方案来实现。但是这些控制方法的功能修改及调试都需要硬件电路的支持,在一定程度上增加了功能修改及系统调试的困难。因此,在设计中采用EDA技术,应用目前广泛应用的VHDL硬件电路描述语言,实现交通灯系统控制器的设计,利用MAXPLUSⅡ集成开发环境进行综合、仿真,并下载到CPLD可编程逻辑器件中,完成系统的控制作用。
交通灯系统控制器设计要求
路口交通灯控制系统与其他控制系统一样,划分为控制器和受路口交通灯控制系统的.东西路有交通灯R(红)、Y(黄)、G(绿);东西人行安全通道灯:RXR(红)、RXG(绿)。南北路有交通灯:r1(红)、y1(黄)、g1(绿);南北人行安全通道灯:rxr1(红)、rxg1(绿),所有灯均为高电平点亮。设置15s的通行时间和5s转换时间的变模定时电路,由预置输入整数cnt决定是模15还是模5,输入逻辑cx是用来决定计数到4时清零还是到14时清零。Clk是外部提供的基准秒脉冲信号。x0、x1、x2、x3是由控制器输出的表示计数时间的四位二进制数。图1是该系统控制器的符号框图。
控制器的ASM图
根据系统设计要求,得到控制器的ASM图,如图2所示。在这里,所有输入信号均为高电平有效。该ASM图反映了交通灯系统的不同状态的转换过程及持续时间。
控制器的VHDL程序设计
根据所分析的系统的ASM图,结合系统的设计要求,用VHDL语言对各个模块进行编程,最后形成顶层文件,在MAX+PLUSⅡ环境下进行编译与仿真,检查所编程序是否运行正确。如果出现错误,需要进行修改,直到完全通过为止。需要说明的是,在进行程序编译时,要先从底层程序开始,所有底层程序都正确后,才能开始顶层程序的编译。这是因为顶层程序是对底层程序的概括,它是把底层程序各个模块连接起来,就相当于把每个模块的功能汇聚到一起,实现整个系统的控制功能,所以底层程序的正确与否,关系到顶层程序的运行结果。
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