交通燈控制器原理
實例的內(nèi)容及目標
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/163256.htm1.實例的主要訓練內(nèi)容
本實例通過Verilog HDL語言設(shè)計一個簡易的交通等控制器,實現(xiàn)一個具有兩個方向、共8個燈并具有時間倒計時功能的交通燈功能。
2.實例目標
通過本實例,讀者應(yīng)達到下面的目標。
掌握Verilog設(shè)計一個交通等控制器的方法。
初步掌握Verilog語言的設(shè)計方法。
原理簡介
交通燈是城市交通中不可缺少的重要工具,是城市交通秩序的重要保障。本實例就是實現(xiàn)一個常見的十字路通燈功能。讀者通過學習這個交通燈控制器,可以實現(xiàn)一個更加完整的交通燈。例如實現(xiàn)實時配置各種燈的時間,手動控制各個燈的狀態(tài)等。
一個十字路口的交通一般分為兩個方向,每個方向具有紅燈、綠燈和黃燈3種,另外每個方向還具有左轉(zhuǎn)燈,因此每個方向具有4個燈。
這個交通燈還為每一個燈的狀態(tài)設(shè)計了倒計時數(shù)碼管顯示功能??梢詾槊恳粋€燈的狀態(tài)設(shè)置一個初始值,燈狀態(tài)改變后,開始按照這個初始值倒計時。倒計時歸零后,燈的狀態(tài)將會改變至下一個狀態(tài)。
值得注意的是,交通燈兩個方向的燈的狀態(tài)是相關(guān)的。也就是說,每個方向的燈的狀態(tài)影響著另外一個方向的燈的狀態(tài),這樣才能夠協(xié)調(diào)兩個方向的車流。如果每個方向的燈是獨立變化的,那么交通燈就沒有了意義。
如表1所示是兩個方向(假設(shè)為A,B方向)燈的狀態(tài)的對應(yīng)情況。
表1 交通燈兩個方向燈狀態(tài)對應(yīng)表
方向A | 方向B |
紅燈亮 | 黃燈亮或綠燈亮 |
直行綠燈亮 | 紅燈亮 |
黃燈亮 | 紅燈亮 |
左轉(zhuǎn)燈 | 紅燈亮 |
在實際的交通系統(tǒng)中,直行綠燈、左轉(zhuǎn)綠燈和紅燈的變化之間都應(yīng)該有黃燈作為緩沖,以保證交通的安全。
因此假如我們假設(shè)方向A的黃燈亮的時間持續(xù)5s,直行綠燈燈亮的時間持續(xù)40s,左轉(zhuǎn)燈燈亮的時間持續(xù)15s,則方向B紅燈燈亮的時間持續(xù)為(直行綠燈+黃燈+左轉(zhuǎn)綠燈+黃燈)所消耗的時間,一共為65s。
同樣假設(shè)方向B黃燈亮的時間持續(xù)5s,直行綠燈燈亮的時間持續(xù)30s,左轉(zhuǎn)燈燈亮的時間持續(xù)15s,則方向B紅燈燈亮的時間持續(xù)為(直行綠燈+黃燈+左轉(zhuǎn)綠燈+黃燈)所消耗的時間,一共為55s。
具體時間參數(shù)的設(shè)定讀者可以根據(jù)需要進行修改,但是一定要保證兩個方向的燈的狀態(tài)符合表1的要求。
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