十字路口交通燈控制電路實訓系統(tǒng)

時間：2024-06-05 08:11:09

一、      實驗目的

1、      了解交通燈的燃滅規(guī)律。

2、      了解交通燈控制器的工作原理。

3、      熟悉VHDL語言編程，了解實際設計中的優(yōu)化方案。

二、      實驗原理

交通燈的顯示有很多方式，如十字路口、丁字路口等，而對于同一個路口又有很多不同的顯示要求，比如十字路口，車輛如果只要東西和南北方向通行就很簡單，而如果車子可以左右轉(zhuǎn)彎的通行就比較復雜，本實驗僅針對最簡單的南北和東西直行的情況。

要完成本實驗，首先必須了解交通路燈的燃滅規(guī)律。本實驗需要用到實驗箱上交通燈模塊中的發(fā)光二極管，即紅、黃、綠各三個。依人們的交通常規(guī)，“紅燈停，綠燈行，黃燈提醒”。其交通燈的燃滅規(guī)律為：初始態(tài)是兩個路口的紅燈全亮，之后，東西路口的綠燈亮，南北路口的紅燈亮，東西方向通車，延時一段時間后，東西路口綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，東西路口紅燈亮，而同時南北路口的綠燈亮，南北方向開始通車，延時一段時間后，南北路口的綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，再切換到東西路口方向，重復上述過程。

在實驗中使用8個七段碼管中的任意兩個數(shù)碼管顯示時間。東西路和南北路的通車時間均設定為20s。數(shù)碼管的時間總是顯示為19、18、17……2、1、0、19、18……。在顯示時間小于3秒的時候，通車方向的黃燈閃爍。

三、      實驗內(nèi)容

本實驗要完成任務就是設計一個簡單的交通燈控制器，交通燈顯示用實驗箱的交通燈模塊和七段碼管中的任意兩個來顯示。系統(tǒng)時鐘選擇時鐘模塊的1464Hz時鐘，黃燈閃爍時鐘要求為2Hz，七段碼管的時間顯示為1Hz脈沖，即每1s中遞減一次，在顯示時間小于3秒的時候，通車方向的黃燈以2Hz的頻率閃爍。系統(tǒng)中用核心板的RST按鍵進行復位。

四、      實驗步驟

1、    打開QUARTUSII軟件，新建一個工程。

2、    建完工程之后，再新建一個VHDL File，打開VHDL編輯器對話框。

3、    按照實驗原理和自己的想法，在VHDL編輯窗口編寫VHDL程序，用戶可參照光盤中提供的示例程序。

4、    編寫完VHDL程序后，保存起來。方法同實驗一。

5、    對自己編寫的VHDL程序進行編譯并仿真，對程序的錯誤進行修改。直到完全通過。

6、    編譯仿真無誤后，根據(jù)用戶自己的要求進行管腳分配。分配完成后，再進行全編譯一次，以使管腳分配生效。

7、    根據(jù)實驗內(nèi)容用實驗導線將上面管腳分配的FPGA管腳與對應的模塊連接起來。

8、    用下載電纜通過JTAG口將對應的sof文件加載到FPGA中。觀察實驗結(jié)果是否與自己的編程思想一致。

五、   實驗結(jié)果與現(xiàn)象

以設計的參考示例為例，當設計文件加載到目標器件后。交通燈模塊的紅、綠、黃LED發(fā)光管會模擬實際中的交通信號燈的變化。此時，數(shù)碼管上顯示通行的時間的到計時。當?shù)接嫊r到5秒時，黃燈開始閃爍。到0秒時紅綠燈開始轉(zhuǎn)換，倒計時的時間恢復至20秒。按下按鍵開關(guān)K1則從頭開始顯示和計數(shù)。

六、   實驗報告

1、    繪出仿真波形，并作說明。

2、    試編寫能手動控制交通燈通行時間的交通燈控制器。

3、    將實驗原理、設計過程、編譯仿真波形和分析結(jié)果、硬件測試結(jié)果記錄下來。

相關(guān)產(chǎn)品：SG-JT02型十字路口交通燈實訓系統(tǒng)

本企業(yè)設計開發(fā)的模型為實際十字路口現(xiàn)況按比例微縮而成，主要由仿真實物建筑模型、車輛實物模型、道路模型及交通指揮燈等部件組成。有電源指示和控制、啟/停按鈕、手/自動按鈕、行人呼叫按鈕、四方向紅/黃/綠燈點陣指示模塊（具有東西南北十二方向顯示）、四方向數(shù)碼倒計時顯示模塊，車輛行進聲光指示（不同方向的車行進時可用不同的聲音及指示燈進行指示）等。控制器采用；三菱主機為FX1N-24MR 內(nèi)置開關(guān)量I/O（14路開關(guān)量輸入/10路數(shù)字量輸出）＋FX2N-8EYR（8路數(shù)字量輸出）。選用的主機功能齊全，性能優(yōu)越。實訓操作靈活方便，能滿足大中專院校、職業(yè)技術(shù)學校、職教中心可編程控制器技術(shù)的教學、課程設計和畢業(yè)設計。

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十字路口交通燈控制電路實訓系統(tǒng)