1、基于vhdl狀態機設計的智能交通控制燈1設計方案十字路口設計兩組交通燈分別操縱東西和南北兩個方向的交通。如圖1所示，當東西方向的紅燈亮時，南北方向對應綠燈亮，過渡時期黃燈亮，即東西方向紅燈亮的時刻等于南北方向綠燈和黃燈亮的時刻之和。交通燈堅持變亮的時刻取決于鍵盤輸入的操縱鍵值。同理，當南北方向的紅燈變亮時，東西方向的交通燈也遵循此邏輯?？傮w上由狀態機實現操縱，本設計中使用兩個狀態機分別操縱東西和南北兩個方向的交通。每個狀態機中都設有4個狀態，分別對應紅燈亮、綠燈亮、黃燈亮和顯現緊急狀況時兩個方向上的紅燈同時變亮，停止倒計時的同時數碼管上顯現閃耀。路口的繁忙程度是不一樣的，白天時的交通比較繁忙，

2、因此，紅綠燈要變化快一些以便提升通過效率，減少擁堵時刻；相反，夜晚交通稀疏，就需要紅綠燈變化慢一些。因此，加入鍵盤操縱程序來操縱交通堅持變亮狀態的連續時刻。2總體設計結構框圖總體設計結構框圖如圖2所示，共有11個功能模塊，包括操縱東西方向交通燈的狀態機和操縱南北方向交通燈的狀態機、計數器模塊、鍵盤掃描模塊、數字合成模塊、三個分位模塊、數碼管顯示模塊、動態顯示掃描模塊。Re&eikin Vovnl num MdClwLKesotreds”wnaGeiinrun：numfi fish技惠機（樂甚方面】ClockntirabKese：redbHoldjjr eenbCei in :C 口叫!

3、 rima”ku*b fl ash我態吼I南里方御卜Num id ritiK3 配岫 十位柳城ain nuAi”“nb陸伯M戰 I同皿Nuflin rwa>nrah 才性糖犍Num1 X【nthNqc Numd?fnrac S umlClk Rcaei5clJ-DLl IB L 門如； fInsli p tcy n東發珠Jfl2悻設而結構怖用用VHDL語言對各個模塊進行編程，最后形成頂層文件，彳AX+PLUSII環境下進行編譯與仿真，檢查所編程序是否運行正確。如果顯現錯誤，需要進行修改，直到完全通過為止。需要講明的是，在進行程序編譯時，要先從底層程序開始，所有底層程序都正確后，才能開始頂

4、層程序的編譯。這是因為頂層程序是對底層程序的概括，它是把底層程序各個模塊連接起來，相當于把每個模塊的功能匯聚到一起，實現整個系統的操縱功能，因此底層程序的正確與否關系到頂層程序的運行結果。VHDL言編程生成的結構框圖如圖3所示。1"dlu4-a-dv入上確工國Bph卜"a'."*M“奉一M0TS1言-0sad二E二二4F-rr':""!二一£»-*xfJ=63:E3I一“:sx£JqT瑤：冒Iritn尿rE-*=92-SvmHIS.S士2、£*1>>¥工O:*

5、4;£1L=rz之二二第之_4i；:sf二巴費事SJKA=*-1IJa-J8-IJ.»T二方FIsr二3Igl<%fl93iIflI31i一nE.+J中r一HE.F二矍二-.ifdnET-B5星tLKXK5*=r3±Lgwlis三二一二：£.:"J-w«k-m-wM*7:Jr=-才口蜜'n:=£1超，+XDL增內城的用明3VHDL程序設計3.1狀態機1（東西方向）程序關鍵代碼en<=grtin/2；n<=grhl»/8,|lJ；CHANGE.STATE：PROgS(心ET.CLOCK)BE

6、GINIFRKSET二.Q-THLNSTATK<=SO：EllEridn|c.«lge(CLOCK)THEXCASESTATE15WHENSO=虹燈俁息IFHOLD="PTHENSTATE<sS3；ELSJFCOUMNUM=OTHENSTATE<=SI;ELSIHCOl'NTNUM>mANDOtJNTNl)M<grdn)THENSTATE<=SO:ENDIF；WHENS1=A-標打軟當IFHOLD1rTHENSTATE<=S3:EISIFCOUNTNlJM=nTHENSTATE<=S2;EI5IF(C0VNTNUM&g

7、t;0ANDCOUNTNUM。)THENSTATEcSI：ENDIF;WHENS2=>黃燈狀態IFHOLD=rTHENSTATE<=S3:ELSIFCOVNTNUM=mTHENSTATE<=S0；ELSIF(COUNTNUM>nANDCOUVENl：M<m)THENSTATL<=S2!ENDIF；WHEN53G一生息情況北總1FHOLXlrTHEMSrAFIE<=S3；EIS1FCnUNTMMeNAND5UNTMl：M、N)THEN*niE置;E【X科CO1INTNUM<MATDCOVMTNLM=NiTHRSTATKc=S2：I/COLNTNUM

8、中dinAM)CUINTISU也e)THENSTATbkSO；ENIHFiWHENXTHERJ45TATE<=S3;用兩個狀態機分別操縱東西方向和南北方向上的交通。從鍵盤獲得紅、綠、黃燈的總時刻，紅燈時刻占1/2,綠燈時刻占3/8,黃燈時刻占1/8。紅燈狀態為S0,綠燈,犬態為S1,黃燈狀態為S2,緊急,犬態為S3。當計數器時刻為0時，由紅燈狀態跳轉到綠燈狀態，當計數器時刻到達3/8時，由綠燈狀態跳轉到黃燈狀態。當到達一半時刻時，由黃燈狀態跳轉到紅燈狀態。當hold為1時，由任意狀態跳轉到緊急狀態。3.2計數器源程序代碼IilnarySeet;tise詁“手卜1嘩沁一】164聞I；usr

9、err.>kLlogic_unsigned.alLemil#eoLinterIis(clock:insl(lwljugic;rcMel;inhohifhiMtd_loio：上匕i”：inintegerranr0k99;covnliium:buflerLnteerrangeQt。99Xend;ARCHHiCTURIiBehgMOFCmmlerl【5Hirialnum:int匕%errun邯，0to99;beginPROClSfRpwtClork)BEGIN1FR妙配l±'(TTHEN»uiii<=4;ILS1Fr&iriL川附優】THENTFHuU

10、MrTHENnuin<=num：EISEIFnti»k=kcyinTHENnuFI5EitiiFn<=Einrn4hEM)IF：ENI)IF；EXPIF;EMJPROCESS;ENDWhiniur：3.3分位程序源代碼EntityFrniirriIIbPort(NuminHnJntfgrrRungt*0To99：一0入It<1NiiTnANumBtfhjIIntrgtrRange0To9一敷值街位,長<1):End:ArrhitrcNirrFrnOfFrrawrilkBrgi”PnMc»tt(Nurnin)Dcginifnumin>=9Qihr

11、nnuma<=9;"W仁茨得伍numb<=nunnn-90;做位質材值dkifNumin>=80thenNuniA<=J:NumRyNumin-80;ElsifNumin5=70thenNumA<=7;NumR二Numin-70;KLifNundii>=60thenElsifNuminxSOihtjnYumAw=5:elsirtnmiin>40thenmii'ka<=4;nuiiib二nmnin-40;川以ifINurrt)n>=30thenNuifnA<s3iNumB<=Numi(i-30;EkifNuiTi

12、in>=20lh廿nNumA<=2;NHrnB<=Numiri20;EhifNumkiXlt)ihrnNurnA<=l;NiimKeNurninHkEl毗iVumA<fhMumH=XumM;EndIf：EndPrwc口叱4仿真結果東西方向和南北方向狀態機仿真結果如圖4、5所示，從圖4能夠看出，getin是從鍵盤獲得的鍵值，那個地點輸入的是40s,初始犬態為S0狀態.紅燈亮。從S0狀態跳轉到S1狀態即由紅燈狀態跳轉到綠燈狀態時，數碼管顯示的倒計時從15s開始；當由S1狀態跳轉到S2狀態即由綠燈狀態跳轉到黃燈狀態時，GREENA由高電平變為低電平，YELLOWA由低電

13、平變為高電平。倒計時時刻從5s開始。南北方向仿真圖與東西方向類似，那個地點不再贅述計數器從鍵盤上得到的鍵值為40s,從仿真圖（圖6所示）上能夠看出，計數器能正常計數。工丁m H q釁。 廣jErncnt 工，jrPoeCS f r iTTTmr 3?工5t. W-f笛女加mHe life. Oft-tM電白F泥也iau 15亂上1£而并9通后尋昔當禮卿CUR暨甲UL uiTU JLTJL JUL u JUUWinj iTJUL lRIUIRTL iRTlpLU剛%市比方同找當程侍能看哽i * n ru Lnzf iJijLrLnjmj"Lp rLrLrLrL7rLru'j mj"u"從仿真結果能夠看出，計數器能夠正常計數，狀態機狀態能夠正確狀態變換。東西方向初始狀態為綠燈，從15開始倒計時，南北方向初始狀態為紅燈，從20開始倒計時。該系統硬件電路包含了1個CPLD,6個7段LED數碼顯示器，分別表示各個方向上的紅、黃、綠燈，以及相應的限流電阻。與其他操縱方法相比，所用器件能夠講是比較簡單經濟的。通過實驗，實現