赵博玉 沈小林

【摘要】伴随着中国经济的快速发展，城市规模越来越大，机动车辆越来越多，给城市交通带来了巨大压力。而传统交通灯控制系统是通过采用中小规模集成电路，或者是采用单片机和PLC等控制芯片进行设计，从而存在控制精度低、电路设计复杂、系统维护困难、成本居高不下等问题。本文采用FPGA的cyclone II芯片，用Verilog HDL硬件描述语言，通过Quartus II软件进行综合仿真，对各功能模块进行设计，然后通过连线组合各底层模块来实现顶层模块设计。

【关键词】FPGA;交通灯控制系统;Quartus II;Verilog HDL

Traffic lights control system design in FPGA

Zhao Boyu，Shen Xiaolin

（School of computer and control Engineering，North University of China，Taiyuan 030051，China）

Abstract：With the rapid development of China's economy，the increasing scale of the city，motor vehicles，more and more traffic to the city brought tremendous pressure.Aimed at the traditional problems such as inaccurate control，complex peripheral circuits，inflexible program modification and higher costs，the design traffic light control systems adopt single chip microcomputer as a control chip，the system of each functional module is designed FPGA with Verilog hardware description language and Quartus II software platform.Each functional module component symbols is added，and then achieve top-level module design through the connection combination from each bottom-level module.

Key words：FPGA;traffic light control system;Quartus II;Verilog HDL

1.引言

伴随着中国经济飞速发展，城镇化水平越来越高，城市规模越来越大，机动车辆越来越多，给城市交通带来了巨大压力，因此交通灯控制系统的作用显得十分重要。交通信号灯控制系统是一个典型的纯数字系统[1]，传统交通灯控制系统大都通过中小规模集成电路，或者是采用单片机和PLC控制芯片进行设计，从而存在控制精度低、电路设计复杂、系统维护困难、成本居高不下等问题。采用超大规模可编程器件FPGA实现，可降低设计成本，缩短设计周期，保证设计过程的正确性，为数字系统的设计带来了极大的灵活性[2]。FPGA采用了逻辑单元阵列LCA这样一个新概念（由可编程的与阵列和固定的或阵列组成），其内部包括可配置逻辑模块CLB、输出输入模块IOB和内部连线三个部分[3]。FPGA由于其并行工作机制的原理，所以其运行速度非常快，在低功耗和小体积上也有很大的优势。因此，FPGA适应于交通灯控制系统的应用要求，对缓解城市交通有重要的现实意义。……