目录
一课题介绍
1.1概述
1.2课题要求
二设计原理与分析
2.1.1红黄绿灯之间状态变换
2.1.2计时设置
2.1.3紧急情况
2.2总体框图
2.3分块设计
三、原理图
四、程序代码
4.1m分频器
4.2数码管译码器
4.3交通灯控制器
4.4计时器
五、*结果及实验分析
六、总结
一、课题介绍
1.1概述
在十字路口，每条道路各有一组红、黄、绿灯和倒计时显示器，用以指挥车辆和
行人有序地通行。其中，红灯（r）亮，表示该条道路禁止通行；黄灯（y）亮，
表示停车；绿灯（g）亮，表示可以通行。倒计时显示器是用来显示允许通行和
禁止通行地时间。交通灯控制器就是用来自动控制十字路口的交通灯和计时器，
指挥各种车辆和行人安全通行。
1.2课题要求
设计一个十字交叉路口的交通灯控制器，具体要求如下：
（1）每条道路设一组信号灯，每组信号灯由红、黄、绿3盏灯组成，绿灯表
示允许通行，红灯表示禁止通行，黄灯表示该车道上已过停车线德车辆继续通
行，未过停车线的车辆停止通行。
（2）设置一组数码管，以倒计时的方式显示允许通行或禁止通行的时间，其
中绿灯、黄灯、红灯的持续时间分别是20s、5s和25s。
（3）当各条路上任意一条上出现特殊情况时，如当消防车、救护车或其他需
要优先放行的车辆通过时，各方向上均是红灯亮，倒计时停止，且显示数字在闪
烁。当特殊运行状态结束后，控制器恢复原来状态，继续正常运行。
二、设计原理与分析
2.1交通灯用以指挥车辆和行人有序地通行，在功能上要实现红黄绿灯之间状态
变换、计时设置和紧急情况三大功能。
2.1.1红黄绿灯之间状态变换
对于十字路口两个方向上的交通灯，要保*一条道路通行另一条禁止，同时还要
考虑黄灯到红灯的变换，因此一共有四个状态，即南北红东西绿、南北红东西黄、
南北绿东西红、南北黄东西红。
2.1.2计时设置
根据要求，绿灯、黄灯、红灯的持续时间分别是20s、5s和25s。
2.1.3紧急情况
当各条路上任意一条上出现特殊情况时，各方向上均是红灯亮，倒计时停止，且
显示数字在闪烁。
2.2总体框图
2.2.1模块示意图
图1
2.3分块设计
要实现交通灯的控制需要5个功能模块，分别为4m分频器，数码管译码器，交
通灯控制器以及计时器。
2.3.14m分频器
由于引脚选用4m时钟，而计时单位为秒，需要对时钟信号进行4m分频处理，
编译后生成4m分频器如下图：
图24m分频器
2.3.2数码管译码器
输出时间为16进制数，要在数码管上显示需设计数码管译码器对其进行译码，
编译后生成数码管译码器如下图：
图3数码管译码器
2.3.3交通灯控制器
为完成四个状态之间的循环，需交通灯控制器通过时钟信号的变化来完成状态循
环的功能，编译后生成交通灯控制器如下图：
图4交通灯控制器
2.3.4计时器
计时器不仅要完成倒计时功能，还要随状态的变化而改变其倒计时时间，编译后
生成计时器如下图：
图5计时器
三、原理图、代码书写
1、交通灯控制的原理图
各个模块代码书写
4.1m分频器
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;--运算符重载
entityt4mis
port(ena,clr,d_ctr,clk:instd_logic;
q:outstd_logic_vector(3downto0);
co:outstd_logic
);
endentityt4m;
architecturebhvoft4mis
signalq1:std_logic_vector(3downto0);
begin
q
process(clk,clr,ena,d_ctr)
begin
ifclr='0'thenq1'0');
elsifclk'eventandclk='1'then
ifena='1'then
ifd_ctr='1'then
ifq1="1111"then
q1'0');
else
q1
endif;
elsifq1="0000"then
q1'1');
else
q1
endif;
endif;
endif;
endprocess;
process(q1)
begin
ifq1="1111"then
co
else
co
endif;
endprocess;
endarchitecturebhv;
4.2数码管译码器
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_arith.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
entityexp4is
port(clk:instd_logic;
a,b:instd_logic_vector(7downto0);
ledag:outstd_logic_vector(6downto0);
sel:outstd_logic_vector(7downto0)
);
end;
architecturebhofexp4is
signaldel:std_logic_vector(1downto0);
signalkey:std_logic_vector(3downto0);
begin
process(clk)
variabledount:std_logic_vector(1downto0);
begin
ifclk'eventandclk='1'then
dount:=dount+1;
endif;
del
endprocess;
process(key)
begin
casekeyis
endbh;when"0000"=>ledagledagledagledagledagledagledagledagledagledagnull;endcase;endprocess;process(del)begincasedeliswhen"11"=>selselsel
4.3交通灯控制器
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
entityjtdis
port(clk,emg:instd_logic;--输入时钟,复位,状态
count1,count2:instd_logic_vector(7downto0);--计时器
mg,my,mr,cg,cy,cr:outstd_logic);--输出信号,控制各种灯
endjtd;
architecturebehavofjtdis
typejtdstateis(mrcg,mrcy,mgcr,mycr);
signalstate:jtdstate;
begin
process(state,clk,emg)--reset,,s
begin
--ifreset='1'then
state
--els
ifclk'eventandclk='1'then
ifemg='1'thenmy
ifemg='0'then
casestateis
whenmrcg=>ifcount1="00000110"
count2="00000001"then
state
else
state
endif;
whenmrcy=>ifcount1="00000001"
count2="00000001"then
state
else
state
endif;
whenmgcr=>ifcount2="00000110"
count1="00000001"then
state
else
state
endif;
whenmycr=>ifcount1="00000001"
count2="00000001"then
state
else
state
endif;
endcase;
endif;
endif;
endprocess;
endbehav;
4.4计时器
libraryieee;
useieee.std_logic_1164.all;
useieee.std_logic_unsigned.all;
entityjishuis
port(clk,reset,emg:instd_logic;
tim1,tim2:outstd_logic_vector(7downto0));
andandandand
architecturebehavofjishuis
typergyis(mrcg,mrcy,mgcr,mycr);
signalstate:rgy;
begin
process(clk,reset,emg)--,reset
variablea1:std_logic:='0';
variablea2:std_logic:='0';
variablea3:std_logic:='0';
variablea4:std_logic:='0';
variableb:std_logic:='0';
variabletimmh:std_logic_vector(3downto0);
variabletimml:std_logic_vector(3downto0);
variabletimch:std_logic_vector(3downto0);
variabletimcl:std_logic_vector(3downto0);
variablemth,mtl,cth,ctl:std_logic_vector(3downto0);
begin
ifclk'eventandclk='1'then
ifreset='1'thenstate
endif;
ifreset='0'andemg='1'then
ifb='0'then
b:='1';mth:="0000";mtl:="0000";cth:="0000";ctl:="0000";
elseb:='0';mth:=timmh;mtl:=timml;cth:=timch;ctl:=timcl;
endif;
endif;
ifemg='0'thenmth:=timmh;mtl:=timml;cth:=timch;ctl:=timcl;
casestateis
whenmrcg=>--ifs='1'andb='1'then
state
--elsifs='0'andb='1'then
state
--else
ifa1='1'thenmth:="0010";mtl:="0101";cth:="0010";ctl:="0000";a1:='0';timmh:=mth;timml:=mtl;
timch:=cth;timcl:=ctl;--25秒,20秒
else
ifnot(cth="0000"andctl="0010")then
ifmtl="0000"then
mtl:="1001";mth:=mth-1;timmh:=mth;
timml:=mtl;timch:=cth;timcl:=ctl;
elsemtl:=mtl-1;timmh:=mth;timml:=mtl;
timch:=cth;timcl:=ctl;
endif;
--ifnot(cth="0000"andctl="0010")then
ifctl="0000"then
ctl:="1001";cth:=cth-1;timmh:=mth;timml:=mtl;timch:=cth;timcl:=ctl;
elsectl:=ctl-1;timmh:=mth;timml:=mtl;timch:=cth;timcl:=ctl;
endif;
else
mth:="0000";mtl:="0110";cth:="0000";ctl:="0001";state
endif;
endif;
--endif;
whenmrcy=>ifa2='1'then
cth:="0000";ctl:="0101";mth:="0000";mtl:="0101";a2:='0';timmh:=mth;timml:=mtl;timch:=cth;timcl:=ctl;--5秒
else
ifnot(cth="0000"andctl="0010")then
ctl:=ctl-1;mtl:=mtl-1;timmh:=mth;timml:=mtl;timch:=cth;timcl:=ctl;
else
cth:="0000";ctl:="0001";mth:="0000";mtl:="0001";a3:='1';state
endif;
endif;
whenmgcr=>--ifs='1'then
ifa3='1'then
mth:="0010";mtl:="0000";cth:="0010";ctl:="0101";a3:='0';timmh:=mth;timml:=mtl;timch:=cth;timcl:=ctl;--20秒
else
ifnot(mth="0000"andmtl="0010")thenifmtl="0000"then
mtl:="1001";mth:=mth-1;timmh:=mth;timml:=mtl;timch:=cth;timcl:=ctl;
elsemtl:=mtl-1;timmh:=mth;timml:=mtl;timch:=cth;timcl:=ctl;
endif;
--ifnot(cth="0000"andctl="0010")then
ifctl="0000"then
ctl:="1001";cth:=cth-1;timmh:=mth;timml:=mtl;timch:=cth;timcl:=ctl;
elsectl:=ctl-1;timmh:=mth;timml:=mtl;timch:=cth;timcl:=ctl;
endif;else
cth:="0000";ctl:="0110";mth:="0000";mtl:="0001";state
--elsea:='0';state
whenmycr=>ifa4='1'then
mth:="0000";mtl:="0101";cth:="0000";ctl:="0101";a4:='0';timmh:=mth;timml:=mtl;timch:=cth;timcl:=ctl;--4秒else
ifnot(cth="0000"andctl="0010")thenctl:=ctl-1;mtl:=mtl-1;timmh:=mth;timml:=mtl;timch:=cth;timcl:=ctl;
else
cth:="0000";ctl:="0001";mth:="0000";mtl:="0001";a1:='1';state
tim1
五、*及分析
14
图
1、原理图*波形
图
2、4m分频器*波形
图
3、数码管译码器*波形
15
图
4、交通灯控制*波形
图
5、计时器*波形
实验及分析
16
针对ep1c6q240c8
17
六、总结
在这次设计过程中，体现出自己设计的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。在此感谢我们的杨老师.，老师严谨细致、一丝不苟的作风是我学习中的榜样,老师循循善诱的教导给予我启迪;这次设计的每个实验细节，都离不开老师的细心指导。而您宽容的态度，帮助我们能够比较顺利的完成了这次课程设计。我们学好理论的同时也要努力提高动手组织实验的基本技能，培养分析解决电路问题的实际本领。其中我最大的感触就是在设计课题的过程当中，与老师多次进行交流并看着自己在老师的帮助下一步步克服难题、难点，以及改正每一个错误的成就感，都让我对本次的课程设计有了更深刻的理解和认识，也让我更加熟练的掌握了eda这门课程。
18
序号
《eda技术》课程设计报告
课题：交通灯控制器
院系自动化学院*自动化班级学号姓名指导教师李华、杨银贤起止日期2015.12.21-2015.12.25
2015年12月
第2篇：《交通(红绿灯)》教案设计
活动目标：1、让幼儿知道红灯停、绿灯行的交通规则。
2、让幼儿在游戏活动中体验交通规则的重要*，从而自觉地遵守交通规则。
活动准备：1、红绿灯牌子、画有十字路口（有斑马线）图片
2、字卡：交通安全、红灯停，绿灯行、
3、音乐《去郊游》
活动过程：一、随音乐进场，引起幼儿兴趣
小朋友们今天我们要出去郊游喽，大家开心吗？
哎呀，这里是哪里？小朋友在什么地方见过它？
二、在活动中体会交通规则的重要*
1、小朋友们，看看我们坐的队行像什么？十字路口的学问可多了，现在我们就在十字路口做个游戏。老师请出两个司机，三个骑车的以及两个行人。
参加游戏活动的孩子听到老师说完"开始"之后，立即向自己的对面出发。其他孩子仔细观察，看看会发生什么事情？
（1）小朋友们，刚才你们看到了什么？你们想说什么？
（2）如果生活中也是这样可不行啊！为什么会发生这种情况呢？
（3）（教师拿出信号灯标志）这是什么？谁能编句儿歌来说说信号灯的作用。（将标志贴在黑板上）
幼儿回答后出示字卡"红灯停，绿灯行"。
（4）如果没有红绿灯的地方怎么过马路
师小结:小朋友过马路时要注意自己的安全，要看红绿灯，红灯停、绿灯行，走的时候要走斑马线，如果没有红绿灯的地方，要两边看一看，没有车子才能走，要慢慢走，不能乱跑。爸爸妈妈在要牵着爸爸妈妈的手。
三、游戏：红灯停、绿灯行
玩法：请一个小朋友当交通灯，一只手拿红灯，一只手拿绿灯。其他小朋友当小司机，过马路时要看红绿灯，绿灯往前开，红灯停下来，如违反罚停玩游戏一次。
第3篇：单片机交通灯毕业设计
在日常生活中，交通灯是一项必不可少的公共设施，可以维护道路的畅通和交通的秩序。如若交通灯发生故障，那么后果可想而知。因此，交通灯的正常工作就显得尤为重要。由于交通灯对于公共安全的重要*，本文基于51单片机模拟双向交通灯的设计。下面是小编整理的单片机交通灯毕业设计，欢迎来参考！
一、交通灯的设计要求
双向交通灯红、黄、绿灯对应相同，红灯5s，黄灯1s，绿灯5s。当有急救车到达时，双向交通信号为全红，以便让急救车通过。假定急救车通过路口时间为10s，急救车通过后，交通灯恢复中断前状态。
二、at89c51单片机的中断系统介绍
计算机系统中止当前的正常工作，转入处理突发事件，等到突发事件处理完毕之后，再回到原来被中断的地方，继续原来的工作，这样的整个过程称为中断。能够实现这种功能的部件称为中断系统。产生中断请求的事件称为中断源。其中at89c51单片机具有5个中断源，在本次设计中我们采用的是外部事情中断请求源0，以及t1计数溢出事情中断请求这两个中断源。
三、at89c51单片机的定时/计数器介绍
在单片机中，通常计数器和定时器设计成一个部件??计数器，当计数脉冲的周期一定时，计数器就作为定时器，定时时间就是计数器计数次数和计数脉冲周期的乘积。在此我们采用的就是计数器的这个定时功能。
四、交通灯的硬件电路搭建
本次设计的硬件电路搭建如图1。两路交通灯的6个灯依次接在51单片机p1口的p1.0到p1.5，另外在单片机的p3.2口接一个按压式开关作为救护车到来时的中断源。
五、交通灯的软件编程设计
中断部分的程序设计。首先，应将51单片机中中断允许寄存器ie的ea位设为1，这代表允许中断源向cpu申请中断，即cpu开放中断。同时将ie的ex0位设为1，这代表允许外中断0向cpu申请中断。这样的话，当救护车来的时候，可以借此发出中断请求。接下来，应将定时器控制寄存器tcon的it0位设为1，这代表外部中断0的触发方式选择为边沿触发方式。由于笔者采用了按压式的开关作为中断的发出方式，这样会产生一个脉冲，因此应当选择边沿触发方式。定时部分的程序设计。首先，应将控制寄存器tcon的tr1位置1，启动定时器t1计数。接下来，应将方式寄存器tmod的值设为0x01，使得定时器t1工作在方式1，即16位定时/计数方式。然后，由于计时器的定时周期是1s，笔者使用定时/计数器t1精确定时50ms，则20次50ms中断时，定时时间就是1s。在定时器中断部分，笔者采用的是查询方式，即cpu不断查询tf1的状态，当tf1为1时，表示50ms定时已到，在主程序中判断是否20次50ms定时已到，如是，则时间恰好为1s。同时tf1位软件清0。根据公式，当定时时间为50ms时，计数初值应为15536，换算成十六进制是3cb0h，即计数器t1中tl1的初值为b0h；th0的初值为3ch。当救护车到来时，双向交通灯置红，即将双向交通灯的红灯所对应的p1口位置1，其他位清0即可。时间长短的设置方法同上。最后，由于双向交通灯红灯5s，黄灯1s，绿灯5s，共11个状态，我们利用switch语句为这11个状态分别设置相应p1口的值，再利用一个循环即可。
六、结语
在机动车数量激增的今天，车辆拥堵、交通崩溃的现象还是时有发生的。其原因多半是交通灯时长设置的不合理，抑或无法根据一天之内不同时间的车流状况，对交通灯的状态进行调整。因此，合理地设计交通系统，同时对于交通灯的适当调试无疑将会派上很大用场。