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1、实验三：交通灯控制器设计一、实验目的①学习采用状态机方法设计时序逻辑电路。②掌握ispLEVER软件的使用方法。③掌握用VHDL语言设计数字逻辑电路。④掌握ISP器件的使用。二、实验所用器件和设备在系统可编程逻辑器件ISP1032一片示波器一台万用表或逻辑笔一只TEC-5实验系统，或TDS-2B数字电路实验系统一台三、实验内容以实验台上的4个红色电平指示灯，4个绿色电平指示灯模仿路口的东南西北4个方向的红，绿，黄交通灯。控制这些交通灯，使它们按下列规律亮，灭。(1)初始状态为4个方向的红灯全亮，时间1s。
2、(2)东，西方向绿灯亮，南，北方向红灯亮。东，西方向通车，时间5s。(3)东，西方向黄灯闪烁，南，北方向红灯，时间2s。(4)东，西方向红灯亮，南，北方向绿灯亮。南，北方向通车，时间5s。(5)东，西方向红灯闪烁，南，北方向黄灯闪烁，时间2s。(6)返回(2)，继续运行。(7)如果发生紧急事件，例如救护车，警车通过，则按下单脉冲按钮，使得东，南，西，北四个方向红灯亮。紧急事件结束后，松开单脉冲按钮，将恢复到被打断的状态继续运行。四、设计思路(1)熟悉掌握使用枚举类型数据格式结合CASE语句实现状态机设计。
3、(2)这是一个典型的时序状态机，一共6个大的状态。由于各个状态停留时间不同，但都是秒的倍数。可以考虑设计当前状态与下一状态两个枚举型数据，每秒刷新旧状态值，各个状态的timeout时对下一状态赋值。(3)黄灯闪烁可通过连续两0.2s，灭0.2s实现。(4)选择实验台上的5kHz频率时钟，作为设计中分频的初始时钟。(5)紧急事件发生时，要注意保存必要的信息，已被紧急事件结束后，恢复到原状态继续运行使用。图3-1交通灯控制框图五、设计方案LIBRARYieee;USEieee.std_logic_1164.a
4、ll;ENTITYtralightisport(数字逻辑课程设计12restart,emergency,clk:instd_logic;--restart为复位信号,emergency为紧急事件信号,clk为实验台上的5kHz频率时钟，作为设计中分频的初始时钟light:outstd_logic_vector(11downto0));--light输出到实验台上12个指示灯ARCHITECTUREartoftralightistypetrafficstateis(s0,s1,s2,s3,s4);--交通灯
5、状态signalcurrent_state,next_state:trafficstate;--当前状态,转移状态signalen1,en2,en3,en4,c,c1,c2,c3,c4:std_logic;--en为计数器使能控制信号,c为计数器进位信号signaltemp1:integerrange0to49999;--产生1s计数器时计数signaltemp2:integerrange0to99999;--产生2s计数器时计数signaltemp3:integerrange0to249999;--产生
6、5s计数器时计数signaltemp4:integerrange0to9999;--产生0.2s计数器时计数begin-----1s计数器,对5kHz原始信号进行5000分频,每秒产生一个进位脉冲c1process(clk,en1)beginif(clk'eventandclk='1')thenif(temp1=49999anden1='1'andemergency='0')thentemp1<=0;c1<='1';elsif(en1='1'andemergency='0')thentemp1<=temp
7、1+1;c1<='0';endif;endif;if(en1='0')thenc1<='0';temp1<=0;endif;endprocess;-----2s计数器,对5kHz原始信号进行10000分频,每两秒产生一个进位脉冲c2process(clk,en2)beginif(clk'eventandclk='1')thenif(temp2=99999anden2='1'andemergency='0')thentemp2<=0;c2<='1';elsif(en2='1'andemergency='0'
8、)thentemp2<=temp2+1;c2<='0';数字逻辑课程设计13endif;endif;if(en2='0')thenc2<='0';temp2<=0;endif;endprocess;-----5s计数器,对5kHz原始信号进行25000分频,每五秒产生一个进位脉冲c3process(clk,en3)beginif(clk'eventandclk='1')thenif(temp3=249999anden3='1'
