Proyecto: semáforo con habilitador de dos vías en VHDL Carlos Javier quintana_ código: 1160861
Objetivo
Diseñar, escribir, y programar un código para controlar el movimiento y secuencia de las luces de dos semáforos que controlan el cruce de dos vías, simulando su funcionamiento real en la tarjeta Nexys 2.
Introducción Para este proyecto solo se ha implementado los leds de la tarjeta Nexys utilizándolos como las luces de los semáforos, las consideraciones que se tuvieron fueron:
La luz roja o verde solo dura 3 “tiempos” encendida, para ambos semáforos. La luz amarilla dura 2 “tiempos” encendida, para ambos semáforos. Se implementó un habilitador de inactivo, cuya función es evitar el funcionamiento del semáforo y solo mantener encendidas las luces amarillas, (medida de seguridad utilizada en la noche, para carreteras no muy transitadas), este habilitador funciona con un swiche de la tarjeta y se activa en alto (1).
Para generar la secuencia de luces se implementó una señal de reloj clk, cuya función es aumentar un contador de manera constante, en base a este contador se hace una secuencia cuestionativa para cada uno de sus valores del 0 al 9, denominando cada uno de los diez valores posibles como un “tiempo” cada uno, en cada tiempo se define una salida vector que será el estado de encendido del semáforo, como son 2 semáforos el vector tiene 6 dígitos binarios, donde se le dio 3 tiempos de encendido a la luz roja 3 a la verde y 2 a la amarilla, esto solo para apreciar su funcionamiento de forma rápida, el aumentar el tiempo o la prioridad de un semáforo sobre otro solo dependería de agregar más “tiempos” a la señal de luz deseada.
Los semáforos se distribuyeron en la tarjeta como muestra la siguiente figura:
Semáforo A, en rojo
Semáforo B, en verde
El código dado para lograr la secuencia se muestra a continuación:
Como se aprecia en el código, la variable que se utiliza como contador es un vector de 4 dígitos binarios así que puede tomar hasta 16 valores diferentes, en este caso solo se decidió utilizar 13, y resetear el valor para dar la ilusión de la ciclicidad del semáforo. Para ubicar las señales de luz en la tarjeta y el swiche de habilitación se declararon los sgts puertos en la tarjeta:
Dado que la frecuencia a la que trabajaría clk es 50MHz (frecuencia de la tarjeta), se vio la necesidad de crear un divisor de frecuencia para reducir tal frecuencia a 1 Hz, el código para lograr dicho objetivo se muestra a continuación:
Conclusión
Este es un ejemplo claro de la utilidad de los sistemas digitales lógicos y la importancia de las herramientas computacionales para resolver problemas cotidianos, como en este ejemplo controlar el flujo vehicular en la intercesión de 2 calles.
