基于FPGA技術的交通燈控制系統(tǒng)設計
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計數模塊的仿真如圖3所示，從圖中可以看出，在時鐘的驅動下，計數值不斷自加，當計數值countnum等于鍵盤輸入值32(key=32)時，計數返回到0，開始下一輪計數。當Hold檢測到特殊情況時置‘1’，使計數器暫停計數。
3.2 控制器模塊的仿真設計
在控制器模塊中，紅、綠、黃三盞燈工作的總時間由鍵盤輸入，各交通燈時間分配規(guī)則如下：紅燈時間占總時間的1／2，綠燈時間占3／8，黃燈時間占1／8，本設計中鍵盤輸入值為32(key=32)，正常情況下紅燈亮16 s，綠燈亮12 s，黃燈亮4 s。
控制器仿真情況如圖4所示，當hold為低電平，計數值countnum12時，greenA輸出高電平，A東西方向綠燈亮起車輛通行，此時與之相對應的redB輸出高電平，B方向紅燈亮起車輛禁行。A方向顯示交通燈閃爍持續(xù)時間的數碼管numA從12開始遞減，同時B方向顯示交通燈閃爍持續(xù)時間的數碼管numB從16開始遞減。當12countnum16時，yellowA輸出高電平，A方向黃燈亮起，numA從數值4開始倒計時，此時greenB仍處于低電平，numB繼續(xù)倒計時，B方向紅燈閃亮車輛仍處于禁行狀態(tài)。當countnum>16，redA輸出高電平，A方向紅燈亮起車輛禁行，numA從數值16開始倒計時，此時greenB輸出高電平，B方向綠燈亮起車輛通行，numB從數值12開始遞減。當16countnum28時，redA繼續(xù)處于高電平狀態(tài)，numA繼續(xù)倒計時，A方向車輛禁行，而此時yellowB輸出高電平，B方向黃燈亮起，numB從數值4開始遞減。當hold為‘1’時，表示進入緊急狀態(tài)，FLASH置‘1’，各方向的紅燈均亮起，所有機動車禁行。
3.3 分位模塊設計
分位模塊的設計主要是將燈亮時間分為十位和個位，通過兩個相應的數碼管分別顯示出來。本設計中燈亮時間最長不超過40 s(numin40)，numA，numB分別表示十位、個位上的數字，分位模塊程序設計的流程圖如圖5所示。
分位模塊的仿真如圖6所示，numin的數值大小可以通過numA，numB的組合以十進制數值顯示，從而實現了分位功能。
4 系統(tǒng)的硬件設計及調試
本系統(tǒng)的主要邏輯設計由一片EPlK30TC144-3芯片完成，編寫的VHDL源程序在Altera公司的邏輯綜合工具Max+PlusⅡ下經過編譯和功能仿真測試后，針對下載芯片進行管腳配置，下載到EPlK30TC144-3芯片中，進行相應的硬件調試，調試結果與軟件仿真的結果相吻合，驗證了設計完成了預定功能。
5 結 語
本文利用硬件描述語言VHDL編程，借助Altera公司的Max+PlusⅡ軟件環(huán)境下進行了編譯及仿真測試，通過FPGA芯片實現了一個實用的交通信號燈控制系統(tǒng)，設計由于采用了EDA技術，不但大大縮短了開發(fā)研制周期，提高了設計效率，而且使系統(tǒng)具有設計靈活，實現簡單，性能穩(wěn)定的特點。
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