刘静

（云南机电职业技术学院，云南 昆明 650203）

0 引言

交通灯是现代交通控制中不可或缺的重要工具，目前实现交通灯控制的技术较为成熟，设计研究方案有多种[2]。本文将采用FPGA技术实现交通灯的控制。FPGA全称为现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Arrays）。它可以根据用户自身的需求改变配置信息，从而定义其功能[1]。FPGA技术与传统的数字电子设计技术相比有明显的优势，主要表现在设计灵活，可靠性高，工作速度快等方面。本次利用verilog硬件描述语言对项目中的每个模块进行代码编写，并在Quartus II中进行编译，利用modelsim软件进行仿真。

1 设计原理

通过前期对交通灯的功能进行分析，结合FPGA的特点，交通灯控制系统的输入信号设为一个复位按钮和一个时钟信号，输出信号在LED和七段数码管上显示，其中6个LED分别用来表示南北和东西道路上的红、黄、绿灯，七段数码管用来显示变灯前的倒计时。结构框图和模块符号分别如图1、图2所示。

图1 结构框图

图2 模块符号1

交通灯控制器由分频器、计数器、控制器和译码器组成。本系统的时钟信号由试验箱中的晶振产生，晶振频率为50MHz。交通灯的所需的时钟频率为1MHz，所以首先要对外部时钟信号进行分频。由计时器对交通灯的时间（秒）进行计时。计时模块采用倒计时方式，当绿灯亮时（以南北方向为例）计时器从30开始倒计时，每来一个时钟信号就减1。当计时减到5时，发出熄灭绿灯、点亮黄灯的信号。七段数码管用于显示计时器的输出信号。

2 设计方法及实现

本系统由分频器模块、计时器模块、控制器模块和译码器模块组成[3]。……