應用VHDL語言設計數(shù)字系統(tǒng)，大部分設計工作可在計算機上完成，從而縮短系統(tǒng)開發(fā)時間，提高工作效率。下面介紹基于VHDL設計交通燈控制器的一種方案，并給出源程序和仿真結果。

1 系統(tǒng)功能與要求

交通燈控制器控制兩個主干道交叉路口的交通，路口車輛多，直行信號、左轉彎信號分開顯示，a，b兩個主干道的通行時間相等，其中指示直行的綠燈亮30 s，指示左轉彎的綠燈亮12 s，綠燈變至紅燈時，黃燈亮3 s，以便于車輛能停在停車線內，紅燈信號的最后3 s相應的黃燈也同時亮，以便提示駕駛人員準備起步。在兩個主干道路口都配備傳感器用來檢測有無車輛通行。當兩個主干道都有車輛時，自動處于主干道a綠燈，主干道b紅燈的狀態(tài)，然后輪流切換通行。當主干道a無車輛時，自動處于主干道b綠燈，主干道a紅燈的狀態(tài)；反之亦然，以提高通行效率。

2 設計與仿真

根據(jù)交通燈控制器的功能與要求，將其總體電路分為分頻器、信號控制器兩個模塊。外部脈沖振蕩器的頻率選為32 768 kHz，經(jīng)分頻器分頻得1 Hz的信號，1 Hz信號用做信號控制器的計數(shù)脈沖，用VHDL設計組成交通燈控制器的分頻器、信號控制器兩個模塊，在QuartusⅡ開發(fā)平臺上，分別編譯兩個模塊的VHDL程序，然后用原理圖輸入法形成圖1所示的總體框圖。

其中信號控制器的VHDL程序如下：

其中，Sa，Sb分別是a，b路口傳感器的信號，aR，aY，aG，aLR，aLY，aLG分別代表控制主干道a的直行紅燈、黃燈、綠燈，左轉彎紅燈、黃燈、綠燈的信號；bR，bY，bG，bLR，bLY，bLG分別代表控制主干道b的直行紅燈、黃燈、綠燈，左轉彎紅燈、黃燈、綠燈的信號；aPR，aPG，bPR，bPG是人行道信號，enl是使能信號。enl=0時a，b兩路口紅燈同時亮，便于處理特殊情況。用QuartusⅡ對程序編譯、仿真，得到的仿真波形如圖2所示，經(jīng)程序下載、實驗驗證，系統(tǒng)功能符合要求。

基于VHDL設計交通燈控制器，外圍電路少、功耗低、可靠性高，便于系統(tǒng)功能的修改，設計效率高。