EDA的交通燈控制系統設計

　　實(shí)現路口 交通燈 系統的 控制 方法很多，可以用標準邏輯器件、可編程序控制器PLC、單片機等方案來(lái)實(shí)現。但是這些控制方法的功能修改及調試都需要硬件電路的支持，在一定程度上增加了功能修改及系統調試的困難。因此，在設計中采用EDA技術(shù)，應用目前廣泛應用的VHDL硬件電路描述語(yǔ)言，實(shí)現交通燈系統控制器的設計，利用MAXPLUSⅡ集成開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行綜合、仿真，并下載到CPLD可編程邏輯器件中，完成系統的控制作用。

　　交通燈系統控制器設計要求

路口交通燈控制系統與其他控制系統一樣，劃分為控制器和受 控電路兩部分�？刂破魇拐麄�(gè)系統按設定的工作方式交替指揮車(chē)輛及行人的通行，并接收受控部分的反饋信號，決定其狀態(tài)轉換方向及輸出信號，控制整個(gè)系統的工作過(guò)程。按照路口交通運行的實(shí)際情況，在本系統中，設定系統的工作情況如下。

　　路口交通燈控制系統的東西路有交通燈R(紅)、Y(黃)、G(綠);東西人行安全通道燈：RXR(紅)、RXG(綠)。南北路有交通燈：r1(紅)、y1(黃)、g1(綠);南北人行安全通道燈：rxr1(紅)、rxg1(綠)，所有燈均為高電平點(diǎn)亮。設置15s的通行時(shí)間和5s轉換時(shí)間的變模定時(shí)電路，由預置輸入整數cnt決定是模15還是模5，輸入邏輯cx是用來(lái)決定計數到4時(shí)清零還是到14時(shí)清零。Clk是外部提供的基準秒脈沖信號。x0、x1、x2、x3是由控制器輸出的表示計數時(shí)間的四位二進(jìn)制數。圖1是該系統控制器的符號框圖。

　　控制器的ASM圖

　　根據系統設計要求，得到控制器的ASM圖，如圖2所示。在這里，所有輸入信號均為高電平有效。該ASM圖反映了交通燈系統的不同狀態(tài)的轉換過(guò)程及持續時(shí)間。

　　控制器的VHDL程序設計

　　根據所分析的系統的ASM圖，結合系統的設計要求，用VHDL語(yǔ)言對各個(gè)模塊進(jìn)行編程，最后形成頂層文件，在MAX+PLUSⅡ環(huán)境下進(jìn)行編譯與仿真，檢查所編程序是否運行正確。如果出現錯誤，需要進(jìn)行修改，直到完全通過(guò)為止。需要說(shuō)明的是，在進(jìn)行程序編譯時(shí)，要先從底層程序開(kāi)始，所有底層程序都正確后，才能開(kāi)始頂層程序的編譯。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(gè)模塊連接起來(lái)，就相當于把每個(gè)模塊的功能匯聚到一起，實(shí)現整個(gè)系統的控制功能，所以底層程序的正確與否，關(guān)系到頂層程序的運行結果。

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