实验八 交通灯控制电路的设计.doc

可编程逻辑设计——实验八报告学院:物理与信息工程学院专业:通信工程年级:2007级班级:二班学号:姓名:林明明指导老师:杨秀芝实验八交通灯控制电路的设计一、实验目的:进一步学****复杂数字电路的设计方法,提高利用硬件描述语言进行电路设计的技巧和熟练程度。二、实验要求及原理:满足图1顺序工作流程。图中设南北方向的红、黄、绿灯分别为NSR、NSY、NSG,东西方向的红、黄、绿灯分别为EWR、EWY、EWG。它们的工作方式有些必须是并行进行的,即南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮;南北方向黄灯亮,东西方向红灯亮;南北方向红灯亮,东西方向绿灯亮;南北方向红灯亮,东西方向黄红灯亮。南北方向绿灯亮,东西方向红灯亮(5t)南北方向黄灯亮,东西方向红灯亮(1t)南北方向红灯亮,东西方向绿灯亮(5t)南北方向红灯亮,东西方向黄灯亮(1t)图1交通灯顺序工作流程图应满足两个方向的工作时序:即东西方向亮红灯时间应等于南北方向亮黄、绿灯时间之和,南北方向亮红灯时间应等于东西方向亮黄、绿灯时间之和。时序流程图2所示。图2中,假设每个单位时间为3秒,则南北、东西方向绿、黄、红灯亮时间分别15秒、3秒、18秒,一次循环为36秒。其中红灯亮的时间为绿灯、黄灯亮的时间之和。123456789101112123456NSGNSYNSREWREWGEWYt5t6tt图2交通灯时序工作流程图十字路口要有数字显示,作为时间提示,以便人们更直观地把握时间。具体为:当某方向红灯亮时,置显示器为某值,然后以每秒减1计数方式方式工作,直至减到数为“0”,十字路口红、绿灯交换,一次工作循环结束,进入下一步某方向地工作循环。例如:当南北方向从黄灯转换成红灯时,置南北方向数字显示为24,并使数显计数器开始减“1”计数,当减到“0”,时,此时红灯灭,而南北方向的绿灯亮;同时,东西方向的红灯亮,并置东西方向的数显为24。三、实验内容:1、根据实验要求及原理1、2画出交通指示灯控制电路原理框图。提示:两个方向的控制电路可以共用一个24进制计数器实现。2、用VHDL硬件描述语言层次化设计方法进行顶层文件和各模块电路的设计。3、用QuartusII对设计进行编译、综合、仿真,给出仿真波形和时序分析数据(不包括数码显示部分)。4、通过QuartusII集成环境,将设计下载到实验电路上进行硬件测试。管脚锁定: clk:clk143clk1start:PIO2330SW1NSGPIO1929LED12NSYPIO2028LED11NSRPIO2127LED10EWGPIO22LED3EWYPIO12LED2EWR LED15、画出完整的交通灯控制电路原理框图(含数码显示部分)。6、修改上述内容2的设计,增加数码显示部分。注意:两方向的计数要求分别显示在数码管1、2和数码管7、8上。7、用MAX_plusⅡ对设计进行编译、综合、仿真,给出仿真波形和时序分析数据。8、再次将设计下载到实验电路上进行硬件测试。新增管脚锁定:A(6):PIO611SEGgA(5):PIO510SEGfA(4):PIO49SEGeA(3):PIO38SEGdA(2):PIO27SEGcA(1):PIO16SEGbA(0):PIO05SEGa*S(2): 80*S(1): 79*S(0): 78四、思考题:1、控制电路除用有限状态机实现外,还可以采用什么方法