用verilog語(yǔ)言編寫交通燈程序

1、Verilog交通燈交通燈一、 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

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

3、'd25) begin state<=s2; end s2: if(count='d30) 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<=3'b100; sn<=3'b100; end else casex(state) Idle: if(rst) beg

4、in ew<=3'b100; sn<=3'b001; end s1: if(count='d25) begin ew<=3'b100; sn<=3'b010; end s2: if(count='d30) begin ew<=3'b001; sn<=3'b100; end s3: if(count='d55) begin ew<=3'b010; sn<=3'b100; end s4: if(count='d60) begin ew<=3'

5、b100; sn<=3'b001; 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; else if(!en&&out<'d60) out<=out+1; else out<='d1;endendm

6、odule（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) ); endmodule2、激勵(lì)timescale 1ns/100psmodule traff

7、ic_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(shuō)明波形圖中，從上至下依次為：時(shí)鐘信號(hào)clk、復(fù)位信號(hào)rst、計(jì)數(shù)器

8、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)之后得到了自己想要的計(jì)數(shù)器。六、 實(shí)驗(yàn)心得