用verilog語言編寫交通燈程序8頁

1、交通燈一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶懸粋€(gè)交通燈，要求： 有東西南北四個(gè)方向，兩組交通燈輪流交替變換，其中，紅燈時(shí)間為30個(gè)時(shí)間單位，綠燈時(shí)間為25個(gè)時(shí)間單位，黃燈時(shí)間為5個(gè)時(shí)間單位。最后用modelsim軟件進(jìn)行仿真。 要求設(shè)計(jì)是一個(gè)可綜合設(shè)計(jì)。二、 實(shí)驗(yàn)原理根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求的邏輯功能描述，可以分析得出原理圖如下： 控制器即可以設(shè)計(jì)為一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)的形式：E-W方向S-N方向狀態(tài)RYGRYG100100IDLE100001S1100010S2001100S3010100S4根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求畫出控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如下：三、 代碼1、 源代碼（1）控制器模塊module traffic_lights(clk,rst,c

2、ount,ew,sn);input clk,rst;input5:0 count;output2:0 ew,sn;reg2:0 ew,sn;reg3:0 state;parameter Idle=3b000,s1=3b001,s2=3b010,s3=3b011,s4=3b100;always (posedge clk) if(!rst) begin state=Idle; end else casex(state) Idle: if(rst) begin state=s1; end s1: if(count=d25) begin state=s2; end s2: if(count=d30)

3、begin state=s3; end s3: if(count=d55) begin state=s4; end s4: if(count=d60) begin state=s1; end endcasealways (posedge clk)begin if(!rst) begin ew=3b100; sn=3b100; end else casex(state) Idle: if(rst) begin ew=3b100; sn=3b001; end s1: if(count=d25) begin ew=3b100; sn=3b010; end s2: if(count=d30) begi

4、n ew=3b001; sn=3b100; end s3: if(count=d55) begin ew=3b010; sn=3b100; end s4: if(count=d60) begin ew=3b100; sn=3b001; end default: state=Idle; endcaseendendmodule（2）計(jì)數(shù)器模塊module counter(en,clk,rst,out);output5:0out;input en,clk,rst;reg5:0 out;always(posedge clk or negedge rst)begin if(!rst) out=d0; e

5、lse if(!en&outd60) out=out+1; else out=d1;endendmodule（3）將控制器與計(jì)數(shù)器進(jìn)行連接module traffic_lights_top(out,clk,rst,en,ew,sn);input clk,rst,en;output2:0 ew,sn;output5:0out;wire5:0 out; traffic_lights u1( .clk(clk), .rst(rst), .count(out), .ew(ew), .sn(sn) );counter u2( .en(en), .clk(clk), .rst(rst), .out(out

6、) ); endmodule2、激勵(lì)timescale 1ns/100psmodule traffic_lights_tb; reg clk,rst,en; wire2:0 ew,sn;wire5:0out; traffic_lights_top m( .clk(clk), .rst(rst), .en(en), .ew(ew), .sn(sn), .out(out) ); always #5 clk=clk;initial en=1;initial begin clk=1; en=0; rst=0; #5 rst=1; endendmodule四、 仿真波形（圖一）（圖二）五、波形說明波形圖

7、中，從上至下依次為：時(shí)鐘信號clk、復(fù)位信號rst、計(jì)數(shù)器使能端en、東西方向上燈的狀態(tài)ew、南北方向上燈的狀態(tài)sn、計(jì)數(shù)器的輸出out。該程序?qū)崿F(xiàn)的功能是在一個(gè)十字路口的交通燈的輪流交替變換： 狀態(tài)方向燈的狀態(tài)025253030555560東西方向ew紅紅綠黃南北方向sn綠黃紅紅圖一可以完整的看到60個(gè)時(shí)間單位內(nèi)兩個(gè)方向上燈交替的狀況圖二可以清楚的看到在時(shí)間從030過程中燈的跳變時(shí)間和結(jié)果。五、 實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題及解決方法1、在實(shí)驗(yàn)過程中得到的波形圖跟我設(shè)計(jì)的時(shí)間間隔不一致，仔細(xì)檢查過后發(fā)現(xiàn)是因?yàn)榭刂破骱陀?jì)數(shù)器沒有很好的連接在一起，導(dǎo)致燈的跳變跟計(jì)數(shù)器的控制脫離了，修改之后得到時(shí)間間隔比例跟設(shè)計(jì)一致的波形。2、在檢查波形的過程中發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)的不是模60，而是模64，將計(jì)數(shù)器程序中的選擇條件從if(!en)改為if(!en&outd60)之后得到了自己想要的計(jì)數(shù)器。六、 實(shí)驗(yàn)心得剛開始，程序調(diào)試過程中始