VHDL을 이용한 신호등 설계 프로젝트

소개글

논리회로 실험 최종 프로젝트
VHDL을 이용하여, HBE-COMBO II 보드에 장착되어 있는 Traffic Light Module을 제어하여, 신호등 컨트롤러를 구현한다.
① 교차로에서 차량신호등과, 보행자 신호등에 동시신호가 발생하며, 동, 서, 남, 북 네 방향을 주기적으로 전환하며 신호가 발생한다.
② 기본신호등에 차량의 누적된 차량의 수에 따라 신호의 길이가 조절 가능하게 한다.

이론, 설계 과정, 소스코드, 분석, 설명 그림, 차트, 고찰 포함

목차

1. 실험의 목표
2. 실험에 사용된 장비
3. 시스템 전체 구성도
4. 소프트웨어 전체 구성도
5. 데이터 Flow chart
6. Quartus에서 표현한 회로 구성도
7. VHDL을 이용한 코딩 & 분석
8. 고찰

본문내용

8. 고찰
이번 프로젝트는 기본 신호등 제작에 더해서 차량누적에 따라 신호시간이 지연되고, 그에따라 누적된 차량이 감소됨을 표현하는 것이 최종목표였다. 이 목표에 달성하기 위하여 1단계로 VHDL과 HBE-COMBO의 조작방법과 작동원리에 대해 익혔다. 그리고2단계로 기본적인 신호등 제작을 위해서 조원들이 모여서 VHDL언어를 심도있게 학습하였고, 그리고 3단계로 추가사항인 차량누적에 따른 신호지연기를 제작하기 위해서 수많은 수행착오를 겪어가면서 최종 목표에 도달할 수 있었다.
신호등의 전체적인 흐름을 살펴보면, 신호등을 움직이는 (개별적인 신호와 신호등방향 등 다양한 변화들) 메인clock 에 의해서 작동할 수 있었다. 메인 CLock을 이용하여 활성화 될 신호등의 방향을 결정할 수 있고, 또한 활성화 된 신호등에서의 각각의 상태를 표현 할 수 있었다. 실험을 할때는 메인Clock 1kHz를 기준삼아 설계를 하였고, 그로인하여 500번의 메인clock을 1번의 Pulse로 표현하였다.(Clock divider) 그리고 그것을 기본 펄스로 하여, 보행자 신호등의 녹색깜빡임을 표현하였고, 또한 5번의 Pulse가 입력될때마다 각각의 신호등의 상태가 바뀌게 설정을 하였다. 여기서 신호등의 상태라 하면, 활성화된신호등(빨간불이 아닌 상태의 한방향)은 직진,좌회전 ->보행자깜빡임 -> 주의 의 총 세단계로 구성되어있었고, 이는 5번의 pulse 즉 0.001X500X5=2.5초 마다 상태가 변화하게 하였다. 그리고 모든 세단계의 상태가 끝나면 다음방향이 활성화 될 수 있도록 방향을 전환하였다. 이는 각각의 Process를 기반으로 Top_traffic이라는 메인 코드에서 각각의 입출력을 설정해주고, state에 따른 결과를 표현함으로써, Finite state machine으로 VHDL을 코딩한 결과이다. 즉, 각각의 state와 state가 순환하면서 순차적으로 state가 변화하면서 그로인하여 원하는 결과를 얻을 수 있었다. 또한 차량누적지연기는 입력을 HBE-COMBO의 버튼을 사용하여 입력하였고, 입력된 값을 하나씩 더해가면서 입력된값을 인지하고, 그 인지된 값을 7segment에 각각 방향에 맞게 출력될 수 있게 하였다

참고 자료

없음