简易交通灯控制器设计实验六报告格式

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1、浙江万里学院实验报告课程名称:实验名称:可编程逻辑器件应用成绩：教师：胡俊杰实验六简易交通灯控制器设计专业班—姓名：学号：实验日期一、实验目的：掌握有限状态机的描述，掌握Verilog语言的多个过程语句（always）的应用，练习复杂时序电路设计。二、实验内容：简易交通信号控制器设计1）设计目标：1、在交通灯系统中，路口需要红、黄、绿三盏灯，并且每个路口都有倒数的计时器。2、假设绿灯每次维持的时间是30s,黄灯为6s,红灯36s,绿灯亮时最后3秒以0.5s亮灭的频率闪烁。3、A方向绿灯或黄灯亮吋，B方向红灯亮；B方向绿灯或黄灯亮吋，A方向红灯亮。2）提高要求

2、：（可以完成其中一项或两项）1、A向和B向的绿灯、黄灯亮的时间可以通过端口预置成不同时间，红灯亮的时间由模块内计算得到。2、计数器用2位十进制倒计时，并口经显示译码用数码管显示。3、红灯状态开始吋，最初2秒不显示。三、设计过程1）交通灯工作过程吋序分析本次设计是针对十字路口，进行南北和东西直行情况下交通灯控制。设定东西方向为主干道方向，根据交通灯的亮的规则，在初始状态下四个方向的都为红灯亮启，进入正常工作状态后，当主干道上绿灯亮吋，支干道上红灯亮，持续35S后，主干道和支干道上的黄灯都亮启，持续5S后，主干道上红灯亮启，支干道上绿灯亮启持续25S,之后主干道

3、和支干道上的黄灯都亮启5s,—个循环完成。循环往复的直行这个过程。其过程如下图所示：0's主干道方向4绿灯亮25s30：s黄灯亮►<-65's红灯亮支干道方向Os35s60s65s图1•交通灯点亮时间控制说明2）工作状态划分以及状态转换根据上章设计原理，交通灯控制的关键是各个状态之间的转换和进行适当的时间延时，根据状态机的设计规范，木次设计了三个状态之间的循环转化，其真值表及状态转化图如下所示：aUUUUoDDDDuHIooUUUDU001DUDUUWOIlDI01'DUUDU010QQDQ0010UDI11UUUUU100UUUUU001UOl10UDUD

4、U010DUDUU010图2.交通灯控制状态转化说明：该状态图为交通灯在正常情况下的状态转化图，进入控制后，状态00时主干道绿灯及支干道红灯亮起,进入状态01后两路黄灯亮起，状态11时主干道红灯及支干道绿灯亮起。进入10状态两路黄灯亮起。结束一个循环,从00状态重新开始循环。为实现控制与显示的功能，需要设计交通灯点亮顺序控制程序，倒数计时程序，七段数码管显示程序，数码管显示扫描程序，其系统结构图如下所示：holdvrsti：IIIIIIIII——DU01__DDuauUUUUl——1/DUU!1/0UUUU01八THzlelkriKH^OUUUlDD

5、UTHzl”图3.交通灯控制系统结构图其中rst为复位信号，elk为时钟信号，hold为特殊情况控制信号，输入hold时两个方向红灯无条件亮起。3）每个状态对应红黄绿等的工作分析根据整体设计要求，编写各个功能部分VerilogHDL程序，设置各输入输出变量说明如下elk：为计数时钟；qclk：为扫描显示时钟；en：使能信号，为1的话，则控制器开始工作；rst：复位信号，为1的话，控制及技术回到初始状态；hoid：特殊悄况控制信号，为1的话，则两个方向无条件显示为红灯；light1：控制主干道方向四盏灯的亮灭；其中，lightl[O卜light[2],分别控制

6、主干道方向的绿灯、黄灯和红灯；light2：控制支干道方向四盏灯的亮灭；其'I',light2[0]-light2l2],分别控制支干道方向的绿灯、黄灯和红灯；numl：用于主干道方向灯的时间显示，8位，可驱动两个数码管；num2：用于支干道方向灯的时间显示，8位，可驱动两个数码悖；counter:川于数码管的译码输出；stl,st2：数码管扫描信号。输入输出及中间变量设置如下：moduletraffic(en,elk,qclk,rst,rst1,hold,num1,num2,light1Jight2,counter,st1,st2);inputen,elk

7、,qclk,rst,hold,rst1;outputstl,st2;output[7:0Jnuml,num2;output[6:0Jcounter;output[2:0]lightl,light2;regtiml,tim2,stl,st2;reg[l:0]state1,state2,ste;reg[2:0]lightl,light2;reg[3:0Jnum;reg[6:0Jcounter;reg[7:0JnumLnum2;reg[7:0Jred1,red2,green1,green2,yellow1,yellow2;4)整个设计的模块划分以及每个模块的功能说

8、明定义了两个输入，三个输出。两个输入分别是时钟信号和