1、    基于VHDL狀態機設計的智能交通控制燈，智能交通燈，VHDL，狀態機，CPLD1設計方案十字路口設計兩組交通燈分別控制東西和南北兩個方向的交通。如圖1所示，當東西方向的紅燈亮時，南北方向對應綠燈亮，過渡階段黃燈亮，即東西方向紅燈亮的時間等于南北方向綠燈和黃燈亮的時間之和。交通燈維持變亮的時間取決于鍵盤輸入的控制鍵值。同理，當南北方向的紅燈變亮時，東西方向的交通燈也遵循此邏輯?？傮w上由狀態機實現控制，本設計中使用兩個狀態機分別控制東西和南北兩個方向的交通。每個狀態機中都設有4個1 設計方案十字路口設計兩組交通燈分別控制東西和南北兩個方向的交通。如圖

2、1所示，當東西方向的紅燈亮時，南北方向對應綠燈亮，過渡階段黃燈亮，即東西方向紅燈亮的時間等于南北方向綠燈和黃燈亮的時間之和。交通燈維持變亮的時間取決于鍵盤輸入的控制鍵值。同理，當南北方向的紅燈變亮時，東西方向的交通燈也遵循此邏輯?？傮w上由狀態機實現控制，本設計中使用兩個狀態機分別控制東西和南北兩個方向的交通。每個狀態機中都設有4個狀態，分別對應紅燈亮、綠燈亮、黃燈亮和出現緊急狀況時兩個方向上的紅燈同時變亮，停止倒計時的同時數碼管上出現閃爍。路口的繁忙程度是不一樣的，白天時的交通比較繁忙，因此，紅綠燈要變化快一些以便提高通過效率，減少擁堵時間；相反，夜晚交通稀疏，就需要紅綠燈變化慢一些。因此，加

3、入鍵盤控制程序來控制交通維持變亮狀態的持續時間。2 總體設計結構框圖總體設計結構框圖如圖2所示，共有11個功能模塊，包括控制東西方向交通燈的狀態機和控制南北方向交通燈的狀態機、計數器模塊、鍵盤掃描模塊、數字合成模塊、三個分位模塊、數碼管顯示模塊、動態顯示掃描模塊。用VHDL語言對各個模塊進行編程，最后形成頂層文件，在MAX+PLUS環境下進行編譯與仿真，檢查所編程序是否運行正確。如果出現錯誤，需要進行修改，直到完全通過為止。需要說明的是，在進行程序編譯時，要先從底層程序開始，所有底層程序都正確后，才能開始頂層程序的編譯。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模塊連接起來，相當于

4、把每個模塊的功能匯聚到一起，實現整個系統的控制功能，所以底層程序的正確與否關系到頂層程序的運行結果。VHDL語言編程生成的結構框圖如圖3所示。3 VHDL程序設計31 狀態機1(東西方向)程序關鍵代碼用兩個狀態機分別控制東西方向和南北方向上的交通。從鍵盤獲得紅、綠、黃燈的總時間，紅燈時間占1/2，綠燈時間占38，黃燈時間占1/8。紅燈狀態為S0，綠燈狀態為S1，黃燈狀態為S2，緊急狀態為S3。當計數器時間為0時，由紅燈狀態跳轉到綠燈狀態，當計數器時間到達38時，由綠燈狀態跳轉到黃燈狀態。當到達一半時間時，由黃燈狀態跳轉到紅燈狀態。當hold為1時，由任意狀態跳轉到緊急狀態。32 計數器源程序代

5、碼33 分位程序源代碼4 仿真結果東西方向和南北方向狀態機仿真結果如圖4、5所示，從圖4可以看出，getin是從鍵盤獲得的鍵值，這里輸入的是40s，初始狀態為S0狀態紅燈亮。從S0狀態跳轉到S1狀態即由紅燈狀態跳轉到綠燈狀態時，數碼管顯示的倒計時從15s開始；當由S1狀態跳轉到S2狀態即由綠燈狀態跳轉到黃燈狀態時，GREENA由高電平變為低電平，YELLOWA由低電平變為高電平。倒計時時間從5s開始。南北方向仿真圖與東西方向類似，這里不再贅述。計數器從鍵盤上得到的鍵值為40 s，從仿真圖(圖6所示)上可以看出，計數器能正常計數。從仿真結果可以看出，計數器能夠正常計數，狀態機狀態能夠正確狀態變換。東西方向初始狀態為綠燈，從15開始倒計時，南北方向初始狀態為紅燈，從20開始倒計時。該系統硬件電路包含了1個CPLD，6個7段LED數碼顯示器，分別表示各個方向上的紅、黃、綠燈，以及相應的限流電阻。與其他控制方法相比，所用器件可以說是比較簡單經濟的。經過實驗，實現了預定的交通燈系統的控制功能。數碼顯示器采用動態掃描方式，大大節約了資源。5 結束語該交通燈控制邏輯可以實現3種顏色燈的交替點亮以及時間的倒計時，指揮車輛和行人安全通行。本文介紹的是一種最基本和簡單的交通燈設計情況，并且提供了一些模塊的源程序代