一種基于CPLD的交通燈控制系統設計

3 系統軟件設計及實現
3．1 頂層設計
根據交通燈控制系統的要求，我們將主控電路分為分頻器、信號控制器兩個模塊，在isplever開發平臺上，分別編譯這兩個模塊的VHDL程序，然后用原理圖輸入法做出項層設計模塊(見圖3)，其中輸入的信號有16MHz的基準時鐘脈沖、設定值輸入及復位信號；輸出信號包括兩個方向的綠燈、黃燈、紅燈控制信號，倒計時計數器的十位、個位的8421BCD碼信號。

3．2 分頻器模塊
分頻器模塊是對輸入16MHz的脈沖進行分頻，把這個固定頻率的時鐘脈沖通過分頻轉化為低頻率的脈沖，得到的1Hz信號用作控制器的時鐘信號。圖4為分頻器模塊的框圖。下面為分頻主要程序：

3．3 控制器模塊
控制器模塊的功能是控制信號燈的亮滅和數碼管的顯示。對于控制器模塊，其輸入信號為1Hz的方波信號、復位信號、黃燈和東西方向紅燈和南北方向紅燈時間設定值。輸出信號包括東西方向和南北方向綠燈、黃燈、紅燈控制信號。圖5為控制器模塊的框圖。控制器模塊程序

圖中：cp、reset分別為時鐘脈沖和復位輸入信號。yellow_1，yellow_0，ew_red_l，ew_red_0，sn_red_1，sn_red_0分別為黃燈和東西方向紅燈和南北方向紅燈可調輸入變量。
r_ew，y_ew，g_ew，r_8n，y_sn，g_sn分別為東西方向和南北方向的紅綠燈控制信號。
qhew，qlew，qhsn，qlsn則是東西方向和南北方向的紅綠燈倒數計時顯示信號。
控制器模塊工作流程：
先由外部開關控制可調的南北方向紅燈、東西方向紅燈和黃燈時間的高位和低位。 (設南北方向紅燈通行時間為X、東西方向紅燈通行時間為Y、黃燈時間通行時間為Z，一個總周期的時間為X+Y)
首先東西方向通行，東西方向綠燈亮，南北方向紅燈亮，且兩個方向上的倒數計時顯示器由X向下作減法計時。當倒計時顯示器減法計時到Z時，東西方向黃燈亮，南北方向繼續紅燈。當兩個方向的的倒計時顯示器減法計時到1，然后由1變為Y后，轉為南北方向通行。
南北方向通行：東西方向紅燈亮，南北方向綠燈亮，且兩個方向上的倒計時顯示器由Y向下作減法計時。當倒計時顯示器減法計時到z時，南北方向黃燈亮，東西方向繼續紅燈。當兩個方向的的倒計時顯示器減法計時到1，然后由1變為X后，轉為東西方向通行。如此交替運行。