基于FPGA技術(shù)的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計

作者：時間：2009-05-06 來源：網(wǎng)絡(luò)

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交通燈是城市交通監(jiān)管系統(tǒng)的重要組成部分，對于保證機(jī)動車輛的安全運(yùn)行，維持城市道路的順暢起到了重要作用。目前很多城市交叉路口的交通燈實(shí)行的是定時控制，燈亮的時間是預(yù)先設(shè)定好的，在時間和空間方面的應(yīng)變性能較差，一定程度上造成了交通資源的浪費(fèi)，加重了道路交通壓力。本文在EDA技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用FPGA的相關(guān)知識設(shè)計了交通燈控制系統(tǒng)，可以根據(jù)實(shí)際情況對燈亮?xí)r間進(jìn)行自由調(diào)整，整個設(shè)計系統(tǒng)通過Max+PlusⅡ軟件進(jìn)行了模擬仿真，并下載到FPGA器件中進(jìn)行硬件的調(diào)試，驗(yàn)證了設(shè)計的交通信號燈控制電路完全可以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，具有一定的實(shí)用性。

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/169505.htm

1 系統(tǒng)設(shè)計要求

所設(shè)計的交通信號燈控制電路，主要適用于在兩條干道匯合點(diǎn)形成的十字交叉路口，路口設(shè)計兩組紅綠燈分別對兩個方向上的交通運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行管理。交通燈的持續(xù)閃亮?xí)r間由鍵盤輸入控制。燈亮?xí)r序如圖1所示，當(dāng)B方向的紅燈亮?xí)r，A方向?qū)?yīng)綠燈亮，由綠燈轉(zhuǎn)換成紅燈的過渡階段黃燈亮，即B方向紅燈亮的時間等于A方向綠燈和黃燈亮的時間之和。同理，當(dāng)A方向的紅燈變亮?xí)r，B方向的交通燈也遵循此規(guī)則。各干道上安裝有數(shù)碼管，以倒計時的形式顯示本道各信號燈閃亮的時間。當(dāng)出現(xiàn)特殊情況時，各方向上均亮紅燈，倒計時停止。特殊運(yùn)行狀態(tài)結(jié)束后，控制器恢復(fù)原來的狀態(tài)，繼續(xù)運(yùn)行。

2 系統(tǒng)整體設(shè)計

整個系統(tǒng)設(shè)計如圖2所示，該系統(tǒng)主要由計數(shù)模塊、控制模塊、分頻模塊、分位模塊以及顯示電路構(gòu)成。其中分頻模塊主要將系統(tǒng)輸入的基準(zhǔn)時鐘信號轉(zhuǎn)換為1 Hz的激勵信號，驅(qū)動計數(shù)模塊和控制模塊工作?？刂颇K根據(jù)計數(shù)器的計數(shù)情況對交通燈的亮滅及持續(xù)時間進(jìn)行控制，并通過分位電路將燈亮?xí)r間以倒計時的形式通過數(shù)碼管顯示出來。圖中Reset是復(fù)位信號，高電平有效，可以實(shí)現(xiàn)對計數(shù)器的異步清零。Hold為保持信號，當(dāng)Hold為“1”，計數(shù)器暫停計數(shù)，表示出現(xiàn)特殊情況，各方向車輛都處于禁行狀態(tài)。