應用VHDL語言設計數字系統，大部分設計工作可在計算機上完成，進而縮短系統開發時間，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，并給出源程式和仿真結果。
1 系統功能與要求
交通燈控制器控制兩個主幹道交叉路口的交通，路口車輛多，直行信号、左轉彎信号分開顯示，a，b兩個主幹道的通行時間相等，其中訓示直行的綠燈亮30s，訓示左轉彎的綠燈亮12s，綠燈變至紅燈時，黃燈亮3s，以便于車輛能停在停車線内，紅燈信号的最後3s相應的黃燈也同時亮，以便提示駕駛人員準備起步。在兩個主幹道路口都配備傳感器用來檢測有無車輛通行。當兩個主幹道都有車輛時，自動處于主幹道a綠燈，主幹道b紅燈的狀态，然後輪流切換通行。當主幹道a無車輛時，自動處于主幹道b綠燈，主幹道a紅燈的狀态；反之亦然，以提高通行效率。
2 設計與仿真
根據交通燈控制器的功能與要求，将其總體電路分為分頻器、信号控制器兩個子產品。外部脈沖振蕩器的頻率選為32768kHz，經分頻器分頻得1Hz的信号，1Hz信号用做信号控制器的計數脈沖，用VHDL設計組成交通燈控制器的分頻器、信号控制器兩個子產品，在QuartusⅡ開發平台上，分别編譯兩個子產品的VHDL程式，然後用原理圖輸入法形成圖1所示的總體框圖。
圖1 交通燈控器制總體框圖
其中信号控制器的VHDL程式如下：
其中，Sa，Sb分别是a，b路口傳感器的信号，aR，aY，aG，aLR，aLY，aLG分别代表控制主幹道a的直行紅燈、黃燈、綠燈，左轉彎紅燈、黃燈、綠燈的信号；bR，bY，bG，bLR，bLY，bLG分别代表控制主幹道b的直行紅燈、黃燈、綠燈，左轉彎紅燈、黃燈、綠燈的信号；aPR，aPG，bPR，bPG是人行道信号，en1是使能信号。en1=0時a，b兩路口紅燈同時亮，便于處理特殊情況。用QuartusⅡ對程式編譯、仿真，得到的仿真波形如圖2所示，經程式下載下傳、實驗驗證，系統功能符合要求。
圖2 信号控制器的仿真波形
基于VHDL設計交通燈控制器，外圍電路少、功耗低、可靠性高，便于系統功能的修改，設計效率高。