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基于 CPLD 的智能交通信号控制系统的设计

(工程技术学院电子科学与技术系电子科学与技术郝飞)
(学号:2001301065)

内容摘要:本文介绍了基于 CPLD 的智能交通信号控制系统的原理与设计和实物的制作。
重点介绍了十字路口交通状况的采集和数字系统的逻辑图和流程图。
关键词:CPLD,道路压力,状态。
教师点评:本毕业论文以智能交通信号控制系统的设计为题,对十字路口的交通信号控制时
间和汽车流量之间的关系进行了详细的分析和研究,提出了按汽车流量控制交通信号放行时间以
节省能源重视环保提高交通效率的控制方法。运用 MAX+plus II 软件设计了整个系统并制作出样
机系统,是一片优秀的本科毕业论文。(点评教师:杨靖,讲师)

一、引言
电子系统的集成化,不仅可使系统的体积小,重量轻且功耗低,更重要的是可使系统的可靠
性大大提高。集成电路问世以来,得到了迅速发展。电子系统日趋数字化,复杂化和大规模集成
化。
电子设计自动化(EDA,Electronics Design Automation),即用计算机帮助设计人员完成繁
琐的设计工作,是解决以上两个问题的有效途径。
CPLD 和 FPGA 作为 EDA 器件,近年来发展迅速并得到普及。PLD 是可编程逻辑器件
(Programmable Logic Device)。它是一种数字电路的半成品,在其芯片上按一定排列方式集成
了大量的门和触发器等基本逻辑元件,使用者可利用开发工具对其进行加工(即编程)使之完成
逻辑电路或系统的功能,成为一个可在实际电子系统中使用的专用电路(ASIC——Application
Specific Integrated Circuit)。
CPLD plex)PLD,专指集成规模大于 1000 门以上的可编程逻辑器件。
由于工艺的发展,现在 CPLD 的编程大大方便。对 CPLD 的编程可在其工作电压下进行,因而
可将 CPLD 芯片安装在系统中,在其工作环境下,依靠编程软件完成,这就是所谓的在系统编
程(In System Program)。CPLD 的出现,提高了设计的工作效率,为完成复杂的系统设计提供了
基础,使电子产品的研发周期大大缩短,从而缩短产品上市时间。

二、系统设计
1. 系统概述
自 20 世纪初期交通信号灯投入使用以来,道路交通信号控制就成为了道路交通中不可缺少
的组成部分。对路口实施交通信号控制的作用是在时间和空间上把相互冲突的交通流适当分离,
使路口的交通安全得到保障和充分发挥路口的通行能力。随着社会的不断进步和发展,交通信号
控制已经成为了城市道路网络中不可缺少的一个环节。
传统的交通信号灯工作方式是一个定时工作。十字路口的信号只是机械地按照预先定好的时
间来切换。因此道路的通行与阻碍也按照一定的时间变换。这种定时切换信号的方式在一定情况
下可以很好的发挥作用。比如在车流不多的路口。
智能型系统的工作方式是非定时的,而是根据十字路各路口的车辆情况来分配十字路口的通
行时间。简单地说,给车多的路口多的通行时间。从而协调十字路口的道路通行压力。

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左图是一个十字路口的道路情况。其
中一个灰色方块代表一辆