用verilog語(yǔ)言編寫(xiě)交通燈程序

1、交通燈實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?xiě)一個(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)。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：計(jì)數(shù)器=控制器控制器即可以設(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(huà)出控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如下:count三、代碼1、源代碼(1) 控制器模塊module traffic_lights(clk,

2、rst,co un t,ew,s n);in put clk,rst;in put5:0 count; output2:0 ew,s n; reg2:0 ew,s n; reg3:0 state;parameter Idle=3'b000,s1=3'b001,s2=3'b010,s3=3'b011,s4=3'b100; always (posedge clk)if(!rst)beg instate<=Idle;endelsecasex(state)Idle:if(rst)beginstate<=s1;ends1:if(count='d

3、25)beginstate<=s2;ends2:if(count='d30)beginstate<=s3;ends3:if(count='d55)beginstate<=s4;ends4:if(count='d60)beginstate<=s1;endendcasealways (posedge clk) beginif(!rst)beginew<=3'b100;sn<=3'b100;endelsecasex(state)Idle:if(rst)beginew<=3'b100;sn<=3'b

4、001;ends1:if(count='d25)beginew<=3'b100;sn<=3'b010;ends2:if(count='d30)beginew<=3'b001;sn<=3'b100;ends3:if(count='d55)beginew<=3'b010;sn<=3'b100;ends4:if(count='d60)beginew<=3'b100;sn<=3'b001;enddefault: state<=Idle;endcaseen

5、d endmodule(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) beginif(!rst)out<='d0;else if(!en&&out<'d60)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,e

6、w,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);endmodule2、激勵(lì)'timescale 1n s/100psmodule traffic_lights_tb;reg clk,rst,en;wire2:0 ew,sn;wire5:0out;traffic_lights_t

7、op m(.clk(clk),.rst(rst),en(en)ew(ew) 一sn(sn)ouf(ouf)a-ways#5 QkHc-k八inma-enAA八inma-beginc-kH_k八 enAHO八 rsAHO 八#5 rsAHk八endendmodu-eaws口和KJ砸沁祜圈kJ2.®'T-瀘G;* =Acbt5- 壬-Fcb直 5一 孟-ic零匚 br-BI >當(dāng)|妄>備 :-3.戸妄|?童（圖一）它匚宜、圧電 站：于口訂n t H 皿：N ii勺明 l雖二 片q i直亦負(fù)Cd爲(wèi)* affic_ligHs_lbAn/cl,；511LTLT-TUrLTL

8、LLLTLjLn-|rdhn-T-TLTLLTLTLjFlor TL"Ln-|n.扌 /traffic曲 jWist” ATefficJils_tbAn/erSri5Wl_tB-*恤亦1(MZ3D上鼻 jnidlli:_igM5_lbiW5n| D011DD XIuno)1QDn-J AlHIlC晌?Jb 加 DU；1R ：? M (5 1E 7 )8 W阻W 22 123 1p 125 3G UZP8図Hl ：* IS囤另5 1-LRJ"LTLLTLhru(Hi11 i 1.010 .'rrarIIl 1- _一 I1 一一一一 11.1 一 一 L：213:：4

9、厲：6710 111 12 J13 :H 115 ；16 11?:ie 119 !20 121 122 123 I24 125 12B E7 23 129 J30 131 I32 133 1r !（圖二）五、波形說(shuō)明波形圖中，從上至下依次為：時(shí)鐘信號(hào)elk、復(fù)位信號(hào)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(guò)程中燈的跳變時(shí)間和結(jié)果五、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決方法1、在實(shí)驗(yàn)過(guò)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(guò)后發(fā)現(xiàn)是因?yàn)榭刂破骱陀?jì)數(shù)器沒(méi)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(guò)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&&out< 'd60) 之后得到了