基于VHDL的交通灯控制器的设计与实现

图7  控制模块实体说明
Fig 7  Entity discription of the controller
4.2.4  实现算法
通过控制器模块功能描述可以得出控制模块基本流程。控制器模块进程基本流程图如图8所示。

图8  控制模块进程
Fig 8  Process of the controller block
4.2.5  元件符号图
根据进程的算法流程图，我们容易编写对应的VHDL代码，把编写好的VHDL代码在Quartus II平台上运行，进行编译。编译成功之后，建立控制模块的符号元件，得到的控制模块的元件符号图如图9所示。

图9  控制模块的元件符号图
Fig 9 Component symbol diagram of the controller block
4.2.6  仿真
控制模块的仿真：当RESET起始状态设为高电平时，状态STATE转为S0。CLK为1HZ并且在上升沿时改变STATE的状态，即在S0，S1，S2，S3中循环转换。当HOLD为高电平时为特殊情况，RA，RB都为高电平。仿真结果与预设功能相符，仿真图如图10所示。

图10控制模块的仿真图
Fig 10 Simulatiom diagram of The controller

4.3  分位模块的设计
4.3.1  分位模块功能描述
分位模块主要功能是把输入信号NUMIN分为倒计时间的十位NUM10和个位NUM1。当NUMIN大于20时，十位NUM10赋值为2，个位NUM1则等于NUMIN减去20；当NUMIN大于10时，十位NUM10赋值为1，个位NUM1则等于NUMIN减去10；当NUMIN小于10时，十位NUM10赋值为0，个位NUM1则等于NUMIN。
4.3.2  输入/输出信号说明
根据分位模块功能描述和总体框图，得到分位模块的输入/输出信号，对输入输出信号的详细说明如下：
输入端口说明：
NUMIN：倒计时输入端口。为交通信号灯亮灯倒计时间。NUMIN采用INTEGER来表示并将其范围限制为0到25，用VHDL语句定义为：NUMIN：IN INTEGER RANGE 0 TO 25。
输出端口说明：
NUM10：时间输出端口。为交通信号灯一方向倒计时间的十位。NUM10采用INTEGER来表示并将其范围限制为0到2，用VHDL语句定义为：NUM10：OUT INTEGER RANGE 0 TO 2。
NUM1：时间输出端口。为交通信号灯一方向倒计时间的个位。NUM1采用INTEGER来表示并将其范围限制为0到9，用VHDL语句定义为：NUM1：OUT INTEGER RANGE 0 TO 9。
4.3.3  实体说明
根据分位模块功能描述和总体框图的输入/输出信号，容易得到分位模块的实体说明，实体说明图如图11所示。

图11  分位模块实体说明
Fig 11  Entity discription of the dividing figure
4.3.4  实现算法
通过分位模块的功能描述可以得出分位模块的基本流程。分位模块进程基本流程图如图12所示。

图12  分位模块进程
Fig 12  Process of the dividing figure
4.3.5  元件符号图
根据各进程的算法流程图，我们容易编写对应的VHDL代码，把编写好的VHDL代码在Quartus II平台上运行，进行编译。编译成功之后，建立分位模块的符号元件，得到的分位模块的元件符号图如图13所示。

图13  分位模块的元件符号图
Fig 13 Component symbol diagram of the dividing figure block
4.3.6  仿真
分位模块的仿真：由控制模块向分位模块输入数据后，分位模块会将数据分为十位和个位，十位范围为0到2，个位范围为0到9。仿真图结果与预计功能相符合。仿真图如图14所示。

  
图14  分位模块的仿真图
Fig 14 Simulation diagram of t the dividing figure
4.4  译码模块的设计
4.4.1  译码模块功能描述
译码模块主要功能是在CLK3为1KHZ上升沿扫描下，将输入信号NUMA10，NUMA1，NUMB10，NUMB1由INTEGER转换为STD_LOGIC_VECTOR(7 DOWNTO 0),每一位都与数码相应显示对应，并设置好选位信号DOUT8，数码管将轮流扫描NUMA10，NUMA1，NUMB10，NUMB1并显示。
4.4.2  输入/输出信号说明
根据译码模块功能描述和总体框图，得到译码模块的输入/输出信号，对输入输出信号的详细说明如下：
输入端口说明：
CLK3：系统基准时钟信号,频率为1KHZ。主要是扫描数码管。CLK3采用1位2进制来表示，用VHDL定义为CLK3：INT SDT_LOGIC。
NUMA10，NUMB10：输入信号。分别表示A，B方向的倒计时间十位上的数字。
NUMA10，NUMB10采用INTEGER来表示并将其范围限制为0到2，用VHDL语句定义为：NUMA10，NUMB10：IN  INTEGER RANGE 0 TO 2。转贴于 酷文网-论文下载中心 http://www.coolwen.net