课程设计_EDA交通信号灯word文档（定稿）

是种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能数字集成电路。

其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图硬件描述语言等方法，生成相应目标文件，通过下载电缆在系统编程将代码传送到目标芯片中，实现设计数字系统。

许多公司都开发出了可编程逻辑器件。

比较典型就是秒，方向红黄绿左拐灯亮时长分别为秒，与此同时由数码管指示当前状态红黄绿左拐剩余时间。

图交通灯亮灭关系图计数器红绿灯发光二极管控制器分频器分位译码器扫描显示电路七段数码管显示器环形计数状态图环形计数器是由移位寄存器加上定反馈电路构成，用移位寄存器构成环形计数器是由个移位寄存器和个组合反馈逻辑电路闭环构成，反馈电路输出接向移位寄存器串行输入端，反馈电路输入端根据移位寄存器计数器类型不同，可接向移位寄存器串行输出端或些触发器输出端。

环形计数器，是把移位寄存器最低位串行输出端反馈到最高位串行输入端即触发器数据端而构成。

图环形计数状态图在此设计中我们用到得为三位环形计数器，在移位脉冲时钟作用下，反复在三位移位寄存器中不断循环。

该环形计数计数长度为。

和二进制计数器相比，它有个状态没有利用，它利用有效状态是少。

要想使环形计器在选定时序中工作，就必须防止异常时序和死态出现，因此我们必须对其余无效状态全部回到有效状态中去。

交通灯控制状态转换通过至顶向下设计方法，我们对电路设计要求作了分析，从电路要实现功能着手，逐层分析电路设计步骤，再具体到各个模块设计实现以及各模块实现方案选择。

从本设计电路要求，我们分析了需要实现个输入状态编码，以及对循环点亮灯方式选择，综合这两种状态控制输出信号状态变化。

表十字交叉路口逻辑关系图方向方向绿灯黄灯左拐红灯绿灯黄灯左拐红灯单元模块设计本设计由现场可编程门矩阵作为控制芯片，通过硬件描述语言设计，运用自顶而下设计思想，按功能逐层分割实现层次化设计。

总体设计方案为由作为模拟汽车行驶状态输入，通过优先级编码器编码为具有优先级状态量而尾灯循环点亮状态由环形计数器来实现，与时钟频率同步闪烁状态按时钟状态取反来实现。

下面介绍主要模块功能及作用。

晶体振荡器图晶振电路采用有源晶振作为时钟信号源，它是个完整振荡器，其内部除了石英晶体外还有阻容软件和晶体管，有源晶振信号质量好，比较稳定，而且连接方式比较简单。

主要是作为电源滤波，通常使用为个电容和电感组成型滤波网络，输出端使用个小阻值电阻过滤信号。

串电阻可减小反射波，避免反射波叠加引起过冲，减少谐波以及阻抗匹配，减小回波干扰及导致信号过冲。

由于本设计选用晶振，因其内部有级分频电路，所以输出端正好可以得到标准脉冲。

以上大多是谐波，其稳定度差。

因此我们使选用基频器件，毕竟倍频用电路需要周边配置主要是电容电阻电感，其稳定度和价格方面远远好于晶体晶振器件。

供电电路图供电电路本设计中使用到电源，可用于为上拉电阻提供电压电源，用于为芯片提供工作电压在芯片管脚上，而是芯片输入输出引脚工作电源，根据输入输出设备不同，可以接或。

三端稳压器输入端接电容可以进步滤除纹波，输出端接电容可以改善负载瞬态影响，使电路稳定工作。

灯输出电路图灯输出电路本电路设计由若干个灯来模拟十字路口红黄绿左拐灯亮灭状态，图中以作为控制电压当口为低电平时其所在灯按时钟频率同步点亮，同时指示汽车安全行驶。

在电路上串联个电阻，可以分压限流对灯起保护作用。

考虑到不同颜色灯正向压降不同，如图中用点亮时，电阻，为正向压降，为通过电流，般不允许大于，可见各所需串联电阻大小也应有所区别。

数码管输出电路发光二极管是种由磷化镓等半导体材料制成，能直接将电能转变成光能发光显示器件。

当其内部有电流通过时，它就会发光。

段数码管般由个发光二极管组成，其中由个细长发光二极管组成数字显示，另外个圆形发光二极管显示小数点。

当发光二极管导通时，相应个点或个笔画发光。

控制相应二极管导通，就能显示出各种字符，尽管显示字符形状有些失真，能显示数符数量也有限，但其控制简单，使有也方便。

此次设计采用动态显示方法位位地轮流点亮各位显示器扫描，对于显示器每位而言，每隔段时间点亮次。

虽然在同时刻只有位显示器在工作点亮，但利用人眼视觉暂留效应和发光二极管熄灭时余辉效应，看到却是多个字符同时显示。

显示器亮度既与点亮时导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间比例有关。

调整电流和时间参烽，可实现亮度较高较稳定显示。

动态显示器优点是节省硬件资源，成本较低，但在控制系统运行过程中，要保证显示器正常显示，必须每隔段时间执行次显示子程序，这占用了大量时间，降低了工作效率，同时显示亮度较静态显示器低。

图数码管输出电路特殊器件介绍器件介绍是缩写，它是有最早器件发展形成高密度可编程逻辑器件，它具有编程灵活集成度高设计开发周期短适用范围宽开发工具先进设计制造成本低对设计者硬件经验要求低标准产品无需测试保密性强价格大众化等特点。

是种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能数字集成电路。

其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图硬件描述语言等方法，生成相应目标文件，通过下载电缆在系统编程将代码传送到目标芯片中，实现设计数字系统。

许多公司都开发出了可编程逻辑器件。

比较典型就是仿真结果通过软件，我们进行了仿真，其仿真波形如下图图波形仿真图图波形仿真图二通过对上述语言进行编译仿真，仿真成功后，将各单元生成对应元件，让后再由这些元件构成整个交通信号灯控制器电路。

其仿真电路为图交通信号灯仿真电路调试在软件中，通过对所设计硬件描述语言代码进行波形仿真后，达到了预期效果，于是，我们在该软件上进行下载配置设置。

在菜单下选中，在栏选择，选中器件。

再在菜单下选中按照相应要求对管脚进行锁定。

最后在菜单下，选中，对配置方式进行设置，这里选择被动串行模式。

选择好要下载硬件设备后点击即可开始编程下载了。

调试过程为在线调试。

在通过调试中，我们发现了很多问题在软件上能实现仿真程序不定在硬件电路上就能运行，原因有很多，这里是由于电路中时钟频率太快，若不增加个分频电路，灯闪烁时间太快，肉眼无法观察，故设计了个到分频电路。

调试中实际问题需要考虑，人同时按多个键同步性，不能达到时钟精度，比如模拟键盘输入状态是高电平有效，由于分频运算很大，故增加分频电路后，在软件中则不能进行正确仿真，可以直接将程序下载到电路板上去调试。

总结设计收获两周课程设计结束了，通过这次设计，我理论知识掌握得更扎实，动手能力明显提高。

同时，通过网上搜索图书馆查阅资料等方式认识到了自己知识局限性。

我学到许多知识，也认识到理论联系实践重要。

在设计当中遇到了许多以前没遇到困难。

学会了利用许多方法去解决所遇到问题。

编好程序后，虽然总是出错，比如说状态不能改变，绿灯不能按时闪烁等，但是经过多次研究在老师和同学帮助下终于找到问题所在并纠正。

这次设计，让我感受最深是在仿真阶段遇到很多问题，我们定要具备定检查排除能力。

我深刻认识到了理论联系实际这句话重要性与真实性。

而且通过对此课程设计，我不但知道了以前不知道理论知识，而且也巩固了以前知道知识。

在本次设计中，我们完成本系统设计要求及功能。

在设计开始前我们对各个模块进行了详细分析和设计准备工作，设计过程中，我们相互协调，积极参与完成各个技术实现难点。

设计改进由于时间仓促和我们自身知识水平有限，本设计在功能上也只是完成了些基本功能，对于电路可靠性，稳定性等参数也还未做过详细测试。

在交通人性化控制方面也还未做周全考虑，若在行驶过程中出现交通信号灯损坏或是电源断电情况，则应有紧急状态灯来控制交通管理，好提醒司机们或是行人注意保持车距，避免交通事故发生。

当出现交通事故或有紧急状况时，应启动紧急状态，比如增设个控制信号使其出发交通灯东西南北四个方向红灯同时点亮，从而避免连环交通事故发生。

对我而言，知识上收获重要，精神上丰收更加可喜。

挫折是份财富，经历是份拥有。

这次设计必将成为我人生旅途上个非常美好回忆，参考文献谢自美电子线路设计第二版华中科技大学出版社卢毅编著与数字电路设计北京科技大学出版侯佰亨，顾新编著硬件描述语言与实际应用西安电子科社康华光陈大钦电子技术基础模拟部分第四版高等教育出版社美硬件描述语言机械工业出版社周明德微型计算机系统原理及应用第四版清华大学出版社张洪润等电子线路及应用北京科学出版社杨宝清实用电路手册北京机械工业出版社附录电路原理图秒，方向红黄绿左拐灯亮时长分别为秒，与此同时由数码管指示当前状态红黄绿左拐剩余时间。

图交通灯亮灭关系图计数器红绿灯发光二极管控制器分频器分位译码器扫描显示电路七段数码管显示器环形计数状态图环形计数器是由移位寄存器加上定反馈电路构成，用移位寄存器构成环形计数器是由个移位寄存器和个组合反馈逻辑电路闭环构成，反馈电路输出接向移位寄存器串行输入端，反馈电路输入端根据移位寄存器计数器类型不同，可接向移位寄存器串行输出端或些触发器输出端。

环形计数器，是把移位寄存器最低位串行输出端反馈到最高位串行输入端即触发器数据端而构成。

图环形计数状态图在此设计中我们用到得为三位环形计数器，在移位脉冲时钟作用下，反复在三位移位寄存器中不断循环。

该课程设计说明书课程设计名称交通信号灯题目学生姓名专业学号指导教师日期年月日目录前言总体方案设计方案分析与选择实现方案单元模块设计晶体振荡器供电电路灯输出数码管输出电路特殊器件介绍器件介绍器件介绍系列器件介绍软件仿真与调试源代码及说明仿真结果调试总结设计收获设计改进参考文献附录电路原理图前言随着电子技术发展，人们生活水平和质量不断提高，生活设备智能化程度也越来越高，这些都离不开电子产品进步。

现代电子产品在性能提高复杂度增大同时，价格却直呈下降趋势，而且产品更新换代步伐也越来越快，实现这种进步主要因素是生产制造技术和电子设计技术发展。

前者以微细加工技术为代表，目前已进展到深亚微米阶段，可以在几平方厘米芯片上集成数千万个晶体管。

后者核心就是技术，是指以计算机为工作平台，融合应用电子技术计算机技术智能化技术最新成果而研制成电子通用软件包。

特别是近年来科技飞速发展，技术应用不断深入，不仅带动传统控制检测技术日益更新，更在电子信息，通信，自动，控制及计算机应用等领域越显重要。

没有技术支持，想要完成上述超大规模集成电路设计制造是不可想象，反过来，生产制造技术不断进步又必将对技术提出新要求。

随着电子技术发展和人们对电子设计开发难度及周期要求，技术必将广发应用于电子设计各个领域，因此本设计也采用了设计方法，其设计优越性明显高于传统设计方法。

在现代城市中，人口和汽车日益增长，市区交通也日益拥挤，人们安全问题也日益重要。

因此，红绿交通信号灯成为了交管部门管理交通重要手段。

那么，要想在十字路口中做到车辆穿梭，行人熙攘，车行车道，人行人道，有条不紊，要靠什么来实现这井然