2.3 控制器的設計

　　本文采用二維模糊控制器，二維指的是模糊控制器的輸入變量有兩個，而控制器的輸出只有一個。這類模糊規則的一般形式為：

　　IF X1 IS Ai AND X2 IS Bi THEN Y IS Ci

　　由控制規則得到模糊控制規則表，如表4所列。

　　3 模糊控制的FPGA實現

　　3.1 Spartan3A／3AN介紹

　　FPGA具有性能好、規模大、可重復編程、開發投資小等優點，在現代電子產品中應用得越來越廣。使用Xilinx的Spartan3A／3AN FPGA時，ISE是必備的設計工具。它可以完成開發的全部流程，包括設計輸入、仿真、綜合、布局布線、生成BIT下載文件、配置和在線調試等。本文采用E-Elements ISE Development Kit開發套件和ISE10．1軟件設計工具，建立模糊控制交通燈系統工程，如圖3所示。

　　3.2 系統的整體結構及軟件設計

　　系統生成的RTL如圖4所示。該系統主要由數據采集模塊、模糊推理模塊、分頻模塊、計數器模塊、狀態機控的車流量和下一相位的車流量；模糊推理模塊對采集到的數據進行計算，并確定當前交叉口的通行情況（包括4個相位的通行與禁止、通行的準確時間）；分頻模塊將系統提供的40 MHz的頻率進行分頻得到1 Hz；計數器將模糊推理模塊得到的具體數據實現減1計數，并通過7段數碼管顯示。

　　對于模糊決策部分，其中每一條模糊條件語句都決定一個模糊關系。

　　例如：if P=P1 and Q=Q2，then T=T2所決定的模糊關系可以按下式計算：

　　R2=（P1×Q2）T×T2 （1）

　　此處的T表示將矩陣按行排列成一列向量，通過39個模糊關系的“并”運算，可獲取表征總的模糊關系，即：

　　給定輸入，由R按合成推理規則可得模糊輸出：

　　Ri=（Pi×Qj）T×R （3）

　　根據所有的組合以及按式（2）和式（3）可求得綠燈延時，加上綠燈基本延時最終可確定當前相位的綠燈總時間，然后建立控制查詢表，編寫VHDL描述語言。