交通燈系統(tǒng)控制器設(shè)計(jì)要求
　　路口交通燈控制系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)一樣，劃分為控制器和受控電路兩部分。控制器使整個(gè)系統(tǒng)按設(shè)定工作方式交替指揮車輛及行人通行，并接收受控部分反饋信號(hào)，決定其狀態(tài)轉(zhuǎn)換方向及輸出信號(hào)，控制整個(gè)系統(tǒng)工作過程。按照路口交通運(yùn)行實(shí)際情況，在本系統(tǒng)中，設(shè)定系統(tǒng)工作情況如下。
　　路口交通燈控制系統(tǒng)東西路有交通燈R（紅）、Y（黃）、G（綠）；東西人行安全通道燈：RXR（紅）、RXG（綠）。南北路有交通燈：r1（紅）、y1（黃）、g1（綠）；南北人行安全通道燈：rxr1（紅）、rxg1（綠），所有燈均為高電平點(diǎn)亮。設(shè)置15s通行時(shí)間和5s轉(zhuǎn)換時(shí)間變模定時(shí)電路，由預(yù)置輸入整數(shù)cnt決定是模15還是模5,輸入邏輯cx是用來決定計(jì)數(shù)到4時(shí)清零還是到14時(shí)清零。Clk是外部提供基準(zhǔn)秒脈沖信號(hào)。x0、x1、x2、x3是由控制器輸出表示計(jì)數(shù)時(shí)間四位二進(jìn)制數(shù)。上圖是該系統(tǒng)控制器符號(hào)框圖。
　　根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，得到控制器ASM圖，如圖中所示。在這里，所有輸入信號(hào)均為高電平有效。該ASM圖反映了交通燈系統(tǒng)不同狀態(tài)轉(zhuǎn)換過程及持續(xù)時(shí)間。
　　控制器VHDL程序設(shè)計(jì)
　　根據(jù)所分析系統(tǒng)ASM圖，結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求，用VHDL語言對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行編程，形成頂層文件，在MAX PLUSⅡ環(huán)境下進(jìn)行編譯與仿真，檢查所編程序是否運(yùn)行正確。如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，需要進(jìn)行修改，直到完全通過為止。需要說明是，在進(jìn)行程序編譯時(shí)，要先從底層程序開始，所有底層程序都正確后，才能開始頂層程序編譯。這是因?yàn)轫攲映绦蚴菍?duì)底層程序概括，它是把底層程序各個(gè)模塊連接起來，就相當(dāng)于把每個(gè)模塊功能匯聚到一起，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)控制功能，所以底層程序正確與否，關(guān)系到頂層程序運(yùn)行結(jié)果。
　　在控制器程序設(shè)計(jì)中，在定義結(jié)構(gòu)體時(shí)，有兩種程序設(shè)計(jì)方法均可以通過編譯及仿真，但在進(jìn)行時(shí)序分析時(shí)結(jié)果卻不同。
　　在這種設(shè)計(jì)方法中，多定義了一個(gè)信號(hào)變量，從而使得程序能按設(shè)定狀態(tài)14,13,12…進(jìn)行轉(zhuǎn)換。通過這個(gè)實(shí)例，可以看出EDA技術(shù)作為電子設(shè)計(jì)工具功能修改及調(diào)試方便快捷，即不需要硬件電路支持就可以找到問題所在并進(jìn)行修改，體現(xiàn)了它優(yōu)越性。
　　硬件電路實(shí)現(xiàn)
　　根據(jù)交通燈系統(tǒng)控制要求，下圖所示為本系統(tǒng)硬件電路圖。該電路包含了1個(gè)CPLD芯片，2個(gè)七段LED數(shù)碼顯示器，20個(gè)分別表示各個(gè)方向上紅、黃、綠燈，以及相應(yīng)限流電阻。這個(gè)電路與其他控制方法相比，所用器件可以說是比較簡單經(jīng)濟(jì)。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定交通燈系統(tǒng)控制功能。