EDA课程设计：交通灯控制器实现与原理

"EDA课程设计涉及交通灯控制器的实现，主要目标是按照特定时序控制东西、南北两个方向的交通灯，并通过数码管显示倒计时。设计包括硬件和软件部分，采用VHDL进行描述，同时具备清零按键功能。" 在本次EDA课程设计中，交通灯控制器的设计任务主要包括以下几个方面： 1. **交通灯控制**：控制器需管理东西、南北两个方向的交通灯，每个方向有红、绿、黄三色灯，遵循安全交通规则运行。东西向的绿灯亮30秒，随后黄灯亮2秒，然后红灯亮20秒。南北向的绿灯亮28秒，黄灯亮2秒，红灯亮30秒。 2. **倒计时显示**：设计包含两组数码管，用于实时显示灯亮的剩余时间，提供清晰的时间信息，便于行人和车辆了解通行状态。 3. **紧急情况处理**：设计了一个on_off按键，一旦按下，所有交通灯转为红灯，计时暂停，再次按下则恢复正常工作模式。 在硬件设计上，主要考虑了以下几个关键点： - **复位电路**：在开始计时前，复位键reset需置于低电位，启动时需将其切换至高电位。 - **紧急情况键**：on_off键用于紧急情况，首次按下使所有灯变红并停止计时，再次按下恢复原状。 - **数码管控制**：使用4个数码管显示时间，需要4条选择线choose4，以及4个七段数码管的控制信号showtime1到showtime4。 - **状态控制信号**：使用4位数组型信号state1和state2来控制东西、南北方向的4个交通灯，包括直行和转弯灯。 软件设计方面，采用了VHDL语言，采取自顶向下的设计方法。VHDL代码需要定义输入输出信号，如： - **输入信号**：包括复位信号reset，紧急情况控制信号on_off，以及系统时钟信号clk。 - **输出信号**：包括数码管的选通和显示信号choose4和showtime1到showtime4，以及交通灯状态控制信号state1和state2。 通过这样的设计，可以实现一个功能完善的交通灯控制系统，能够满足实际道路的交通需求，并且具有良好的人机交互界面，确保紧急情况下的快速响应。同时，这个项目也提供了实践EDA技术和VHDL编程的机会，有助于提高学生的综合设计能力。