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基于FPGA的交通燈控制電路設計.doc

'基于FPGA的交通燈控制電路設計.doc'
?畢業設計(論文)設計(論文)題目:基于FPGA的交通燈控制電路設計摘 要超高速硬件描述語言VHDL,是對數字系統進行抽象的行為與功能描述到具體的部線路結構描述,利用EDA工具可以在電子設計的各個階段、各個層系進行計算機模擬驗證,保證設計過程的正確性,可大大降低設計成本,縮短設計周期。本文介紹基于FPGA的交通燈控制電路設計,利用基于VHDL的EDA設計工具,采用大規??删幊踢壿嬈骷﨔PGA,通過設計芯片來實現系統功能。交通燈控制系統可以實現路口紅綠燈的自動控制?;贔PGA設計的交通燈控制系統擁有電路簡單、可靠性強、實時快速擦寫、運算速度高、故障率低、可靠性高,而且體積小的特點。本設計采用Altera公司Cyclone系列的EP2C5Q208C8N芯片,在Quartus II軟件平臺上使用VHDL語言,采用自頂向下的設計方法對系統進行了模塊化設計和綜合,并進行了仿真。該系統可實現十字路口紅綠燈及左轉彎控制和倒計時顯示,根據仿真結果結果顯示該系統能夠自動控制交通燈轉變?!娟P鍵詞】VHDL 交通燈 EDAABSTRACTWith the development of the economy,microelectronic technology, computer technology and the automatic theory are developed rapidly. Its application is becoming more and more widely. But the traffic light as an important traffic,it also has developed quickly with the improving requirement of the people.On all the system of the traffic light,The system of traffic control which designed based on FPGA is accepted by more and more people.The system of traffic control can realize the automatic control of traffic light in a intersection. The system of traffic control which designed based on FPGA has many characteristics such as simple circuit,reliable operation,toerase function quickly with real-time applications,high speed,high reliability,low failure rate,and small volume. By using the platform of software design system Quartus II and the form of the VHDL language,we simulate the system by using EPlC3T1444C8 Mars device and the result show that the download system can automatically control the traffic lights. 【KEY WORDS】: VHDL traffic light EDA目 錄前 言 1第一章 緒論 2第一節 課題研究背景及意義 2一、課題研究背景 2二、課題研究意義 3第二節 國外研究發展概述 4一、智能交通系統的發展歷史與現狀 4二、可編程邏輯器件的發展狀況 5第三節 本文行文安排 7第四節 本章小結 7第二章 FPGA的簡介 8第一節 FPGA的設計流程 8一、設計輸入 9二、功能仿真 9三、綜合及時序仿真 9四、實現 10五、加載配置與調試 10第二節 FPGA的應用 10一、電路設計 10二、產品設計 10三、系統級應用 10 第三節 本章小結 11第三章 VHDL硬件描述語言 12第一節 VHDL程序基本結構 12一、實體 12二、結構體 13三、庫 14第二節 VHDL語言 14一、VHDL文字規則 14二、VHDL數據對象 14三、VHDL數據類型 15四、VHDL 順序語句 15五、VHDL并行語句 15第三節 本章小結 16第四章 系統設計與仿真 17第一節 系統介紹 17一、設計任務 17二、設計要求 17第二節 系統設計仿真 18一、頂層框圖的設計 18二、時序狀態圖的設計 19三、工程設計流程框圖: 20第三節 各個模塊的設計與仿真 20一、 模塊設計 20二、control模塊設計 21三、daojishi模塊設計 22四、Main模塊設計 23五、碼模塊設計 24六、譯碼顯示模塊設計 25七、頂層文件設計 25八、實現平臺 26第四節 本章小結 27第五章 結論與展望 28第一節 結 論 28第二節 展 望 28致 30參考文獻 31附錄 32一、英文原文 32二、英文翻譯 40三、程序代碼 47前 言當今社會是數字化的社會,是數字集成電路廣泛應用的社會。數字集成電路本身在不斷進行更新換代,隨著微電子技術的發展,設計與制造集成電路的任務已不完全由半導體廠商來獨立承擔。系統設計師更愿意自己設計專業集成電路(ASIC)芯片,而且希望設計周期盡可能短,最好在實驗室里就能設計出合適的ASIC芯片,并且立即投入實際應用之中,因而出現了現場可編程器件(FPLD)、現場可編程門陣列(FPGA),即屬其中應用最廣泛的一種。隨著電子技術的發展,特別是大規模集成電路和計算機技術的研制和發展,讓電子產品設計有了更好的應用市場,實現方法也有了更多的選擇,而電子電路的設計卻變得越來越復雜,使用“語言”進行電子設計已成為一種趨勢?,F代電子系統設計方法是設計師自己設計芯片來實現電子系統的功能,將傳統的固件選用及電路板設計工作放在芯片設計中進行。在這些專業化軟件中,EDA(Electronic Design Automation)具有一定的代表性,EDA技術是一種基于芯片的現代電子系統設計方法?;贓DA技術的現場可編程門陣列(FPGA)電路,在數字系統設計和控制電路中越來越受到重視。VHDL語言是電子設計的主流硬件描述語言,它更適合進行行為描述,這種方式使得設計者專注于電路功能的設計,而不必過多地考慮具體的硬件結構?;贓DA技術的現場可編程門陣列(FPGA)電路,提出現場可編程門陣列(FPGA)是近年來迅速發展的大規??删幊虒S眉呻娐?ASIC),在數字系。省略部分。lsif at>=30 then aout1<=3; aout2=20 then aout1<=2; aout2=10 then aout1<=1; aout2=0 then aout1<=0; aout2=70 then bout1<=7; bout2=60 then bout1<=6; bout2=50 then bout1<=5; bout2=40 then bout1<=4; bout2=30 then bout1<=3; bout2=20 then bout1<=2; bout2=10 then bout1<=1; bout2=0 then bout1<=0; bout2 aout1 aout1 aout1 aout1 aout1 aout1 aout1 aout1 aout1 aout1 aout1 aout2 aout2 aout2 aout2 aout2 aout2 aout2 aout2 aout2 aout2 aout2 bout1 bout1 bout1 bout1 bout1 bout1 bout1 bout1 bout1 bout1 bout1 bout2 bout2 bout2 bout2 bout2 bout2 bout2 bout2 bout2 bout2 bout2<="00000000" ; end case; end process;end a;
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