智能交通灯控制系统设计报告.doc
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智能交通灯控制系统设计报告,48页共计12426字摘要本智能交通灯控制器的设计基于数字电路的基本理论，采用可编程技术与单片机技术，围绕altera公司的acex1k系列ep1k30tc1441-1芯片，以c8051单片机为控制核心，以ahdl（altera hardware description language）语言为设计手段，以max+pl...
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48页共计12426字
摘 要
本智能交通灯控制器的设计基于数字电路的基本理论，采用可编程技术与单片机技术，围绕ALTERA公司的ACEX1K系列EP1K30TC1441-1芯片，以C8051单片机为控制核心，以AHDL（Altera Hardware Description Language）语言为设计手段，以max+pluseⅡEDA软件为平台，系统地介绍了两路可调交通控制系统，并围绕电路芯片的特点结合自顶向下的设计方法，描述了其设计、调试、仿真等重要环节及设计实现的过程。展现了现代数字系统设计的特点及优势，实现了自动控制和手动预置控制其红绿灯变化的要求，预置时间可在9~99s之间任意选择。除此之外，系统还具有LED倒计时显示、无车辆或急车强行通行等人性化管理功能。
由于系统设计采用了可编程技术，突破了传统硬件设计电路繁杂、可靠性低、维修率高等弊端，并较好地解决了传统交通控制器工作模式单一化。该智能交通灯控制系统，可通过键盘实现参数的更改与显示，并将结果显示于LCD上，增强了人机交互的能力，利于灵活的控制交通运输。实验证明该系统能够简单、经济、有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。
目 录
1 引言………………………………………………………………………………5
2 方案选择…………………………………………………………………………5
2.1 项目功能描述…………………………………………………………5
2.2 设计思想………………………………………………………………6
2.3 方案论证与比较………………………………………………………6
3 设计原理…………………………………………………………………………7
3.1 顶层设计………………………………………………………………7
3.2 开发平台………………………………………………………………8
3.2.1 MAX+PLUS Ⅱ软件平台…………………………………………8
3.2.2 Keil μVison2软件平台………………………………………11
3.3 单片机控制部分设计与实现…………………………………………11
3.3.1 C8051基本组成原理…………………………………………11
3.3.2 程序设计流程框图……………………………………………15
3.3.3 时序控制程序…………………………………………………15
3.3.4 键值处理、LCD显示子程序…………………………………17
3.3.5 键盘功能………………………………………………………19
3.4 FPGA设计与实现……………………………………………………20
3.4.1 EP1K30TC1441-1芯片介绍……………………………………21
3.4.2 顶层设计原理…………………………………………………21
3.4.3 程序设计结构…………………………………………………23
3.4.4 编译与模拟仿真………………………………………………27
4 调试与测试……………………………………………………………………29
4.1软件下载………………………………………………………………29
4.2硬件调试与检测………………………………………………………31
4.3 测试结果……………………………………………………………31
4.4 结果分析………………………………………………………………33
5 结束语……………………………………………………………………………33
参考文献……………………………………………………………………………35
附录Ⅰ………………………………………………………………………………36
附录Ⅱ………………………………………………………………………………46
附录Ⅲ………………………………………………………………………………47
关键字：交通灯； AHDL； 人性化管理；
参考文献
[1]高晓平，赵真. 可编程技术应用与实践．空军雷达学院，2005.04
[2]黄继业，潘松. EDA技术实用教程[M]．北京：科学出版社，2002.05
[3]李永仁，雷治宇主编. 实用集成电路手册．武汉：武汉出版社，2000.04
[4]徐志军，徐光辉．CPLD/FPGA的开发与应用．北京：电子工业出版社，2002
[5]李国洪，沈明山．可编程器件EDA技术与实践．北京：机械工业出版社，2004
[6]郑善贤，杨贵．基于FPGA的交通灯控制器实现．[J].现代电子技术报，2003
[7]张有德，涂时亮等．单片微型机原理、应用与实验．复旦大学出版社，2000.07
[8]王成勇，智能交通灯控制系统．广东技术师范学院学报，2006年第4期
[9]陈炳权，应用FPGA实现多路可调交通控制系统芯片设计．凉山大学学报，2004.12
[10]Advanced Digital Design with the Verilog HDL，Micheal D.ciletti，2005
[11]ALTERA，FPGA Configuration Devices，1998
摘 要
本智能交通灯控制器的设计基于数字电路的基本理论，采用可编程技术与单片机技术，围绕ALTERA公司的ACEX1K系列EP1K30TC1441-1芯片，以C8051单片机为控制核心，以AHDL（Altera Hardware Description Language）语言为设计手段，以max+pluseⅡEDA软件为平台，系统地介绍了两路可调交通控制系统，并围绕电路芯片的特点结合自顶向下的设计方法，描述了其设计、调试、仿真等重要环节及设计实现的过程。展现了现代数字系统设计的特点及优势，实现了自动控制和手动预置控制其红绿灯变化的要求，预置时间可在9~99s之间任意选择。除此之外，系统还具有LED倒计时显示、无车辆或急车强行通行等人性化管理功能。
由于系统设计采用了可编程技术，突破了传统硬件设计电路繁杂、可靠性低、维修率高等弊端，并较好地解决了传统交通控制器工作模式单一化。该智能交通灯控制系统，可通过键盘实现参数的更改与显示，并将结果显示于LCD上，增强了人机交互的能力，利于灵活的控制交通运输。实验证明该系统能够简单、经济、有效地疏导交通，提高交通路口的通行能力。
目 录
1 引言………………………………………………………………………………5
2 方案选择…………………………………………………………………………5
2.1 项目功能描述…………………………………………………………5
2.2 设计思想………………………………………………………………6
2.3 方案论证与比较………………………………………………………6
3 设计原理…………………………………………………………………………7
3.1 顶层设计………………………………………………………………7
3.2 开发平台………………………………………………………………8
3.2.1 MAX+PLUS Ⅱ软件平台…………………………………………8
3.2.2 Keil μVison2软件平台………………………………………11
3.3 单片机控制部分设计与实现…………………………………………11
3.3.1 C8051基本组成原理…………………………………………11
3.3.2 程序设计流程框图……………………………………………15
3.3.3 时序控制程序…………………………………………………15
3.3.4 键值处理、LCD显示子程序…………………………………17
3.3.5 键盘功能………………………………………………………19
3.4 FPGA设计与实现……………………………………………………20
3.4.1 EP1K30TC1441-1芯片介绍……………………………………21
3.4.2 顶层设计原理…………………………………………………21
3.4.3 程序设计结构…………………………………………………23
3.4.4 编译与模拟仿真………………………………………………27
4 调试与测试……………………………………………………………………29
4.1软件下载………………………………………………………………29
4.2硬件调试与检测………………………………………………………31
4.3 测试结果……………………………………………………………31
4.4 结果分析………………………………………………………………33
5 结束语……………………………………………………………………………33
参考文献……………………………………………………………………………35
附录Ⅰ………………………………………………………………………………36
附录Ⅱ………………………………………………………………………………46
附录Ⅲ………………………………………………………………………………47
关键字：交通灯； AHDL； 人性化管理；
参考文献
[1]高晓平，赵真. 可编程技术应用与实践．空军雷达学院，2005.04
[2]黄继业，潘松. EDA技术实用教程[M]．北京：科学出版社，2002.05
[3]李永仁，雷治宇主编. 实用集成电路手册．武汉：武汉出版社，2000.04
[4]徐志军，徐光辉．CPLD/FPGA的开发与应用．北京：电子工业出版社，2002
[5]李国洪，沈明山．可编程器件EDA技术与实践．北京：机械工业出版社，2004
[6]郑善贤，杨贵．基于FPGA的交通灯控制器实现．[J].现代电子技术报，2003
[7]张有德，涂时亮等．单片微型机原理、应用与实验．复旦大学出版社，2000.07
[8]王成勇，智能交通灯控制系统．广东技术师范学院学报，2006年第4期
[9]陈炳权，应用FPGA实现多路可调交通控制系统芯片设计．凉山大学学报，2004.12
[10]Advanced Digital Design with the Verilog HDL，Micheal D.ciletti，2005
[11]ALTERA，FPGA Configuration Devices，1998
