基于VHDL交通控制器的设计及仿真

摘要

伴随着集成电路(IC)技术的发展,电子设计自动化(EDA)逐渐成为重要的设计手段,已经广泛应用于模拟与数字电路系统等许多领域。电子设计自动化是一种实现电子系统或电子产品自动化设计的技术,它与电子技术、微电子技术的发展密切相关,它吸收了计算机科学领域的大多数最新研究成果,以高性能的计算机作为工作平台,促进了工程发展。EDA技术的发展始于70年代,自今经历了CAD(计算机辅助设计)、CAE(计算机辅助工程)和ESDA(电子系统设计自动化)三个阶段。使用EDA技术设计的结果既可以用FPGA/CPLD来实施验证,也可以直接做成专用集成电路(ASIC)。EDA的一个重要特征就是使用硬件描述语言来完成设计文件,目前在电子设计领域已被广泛接受。利用EDA工具可以在电子设计的各个阶段、各个层次进行计算机模拟仿真,保证设计工程的正确性,可以大大降低设计成本,缩短设计周期。
　　交通灯控制系统可以实现交叉路口的红、绿灯自动控制,基于FPGA的交通控制系统具有电路简单、实时快速擦写、运算速度快、故障率低、可靠性高,而且体积小等特点。系统通过功能扩展、接口扩展可同时控制多个路口的红绿灯变换,可根据需要实现实时、快速擦写应用程序的功能。
　　本文共设计了四种类型的交通控制器,分别适用于不同情况下的交叉路口。设计采用了VHDL的结构描述风格,依据功能将系统分为控制模块、计数模块、显示模块、译码模块,在MAX+PLUS II集成环境下实现了代码的分析、逻辑综合、优化、仿真、编程下载等工作。仿真结果表明控制系统自动实现了灯色的交替和转换,以及倒计时显示。

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第一章 绪 论

1．1论文选题的国内外研究现状及发展趋势

1．2选题的意义及基本内容

1．3论文选题的研究特色和创新之处

1．4论文的章节安排

第二章 交通信号控制的基本理论

2.1交通信号控制的基本概念和理论

第三章 交叉口信号控制方案

3.1交叉口相位划分

3.2 交叉口配时理论

3.3 信号控制的配时设计

第四章 EDA的发展概述

4.1 EDA技术简介

4.2 EDA技术的发展

4.3 EDA技术的基本特征

4.4 EDA技术的主要内容

4.5 EDA工程设计流程

4.6 常用EDA工具

第五章 控制系统的软件设计及仿真

5.1基于十字路口的定时控制

5.2 基于十字路口的半感应控制

5.3 基于十字路口的全感应控制

5.4基于“T”型路口的感应控制

第六章 控制系统的硬件设计与实现

6.1 系统总体框架结构

6.2底板电路板设计模块

第七章 结论与展望

7.1 全文总结

7.2 与现有交通控制器的简单比较

7.3 全文展望

参考文献

致谢

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