西工大FPGA實(shí)驗(yàn)大作業(yè)

西工大FPGA實(shí)驗(yàn)大作業(yè)西工大FPGA實(shí)驗(yàn)大作業(yè)西工大FPGA實(shí)驗(yàn)大作業(yè)西工大FPGA實(shí)驗(yàn)大作業(yè)編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話(huà)：傳真:郵編:西北工業(yè)大學(xué)《硬件描述語(yǔ)言與FPGA》實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：學(xué)號(hào)：姓名：專(zhuān)業(yè)：實(shí)驗(yàn)時(shí)間：實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：指導(dǎo)教師：西北工業(yè)大學(xué)20年月基于Verilog交通燈的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙髮?shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)交通燈的設(shè)計(jì)與仿真綜合，體會(huì)復(fù)雜時(shí)序的實(shí)現(xiàn)方法，學(xué)會(huì)用框圖表示程序的設(shè)計(jì)思想，掌握中小規(guī)模集成電路的系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)要求：設(shè)計(jì)一個(gè)交通燈信號(hào)控制電路。具體要求為：輸入為50MHz的時(shí)鐘和復(fù)位信號(hào)，輸出為紅、綠、黃三個(gè)信號(hào)（高電平為亮）。復(fù)位信號(hào)（高電平）有效，紅、綠、黃燈滅；接著進(jìn)行如下循環(huán)：綠燈亮1分鐘，黃燈閃爍10秒，紅燈亮1分鐘。在此基礎(chǔ)上再加兩個(gè)數(shù)碼管，對(duì)倒計(jì)時(shí)的數(shù)顯示。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備（環(huán)境）及要求ModelSimSE和SynplifyPro三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1．設(shè)計(jì)思路概述：考慮一個(gè)紅綠黃交通燈及倒計(jì)時(shí)顯示器設(shè)計(jì)首先復(fù)位電平置1，所有的交通燈電平為低，即滅。首先綠燈亮60s，然后黃燈閃爍10s；紅燈再接著亮60s;而后綠燈亮60s，黃燈閃爍10s，紅燈亮60s……以此循環(huán)，直至復(fù)位電平置1，所有交通燈滅。2．模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及流程圖頂層模塊（modulelights）：模塊例化，對(duì)控制模塊和譯碼模塊進(jìn)行例化控制模塊：交通燈顏色和倒計(jì)時(shí)eq\o\ac(○,1)時(shí)鐘分頻（frequencies）:將50MHZ的頻率分成我們所需要的1HZ；eq\o\ac(○,2)顏色變化：狀態(tài)循環(huán)及倒計(jì)時(shí),狀態(tài)用light_status,如果狀態(tài)light_status為0，綠燈亮，時(shí)間（60s）給統(tǒng)計(jì)燈亮?xí)r間的變量light_long，并且把顯示燈亮的變量light_select賦值100（高電平表示亮），最后把狀態(tài)標(biāo)志位light_status賦1，控制倒計(jì)時(shí)。交通燈亮滅情況：light_out交通燈亮滅情況001紅燈亮010黃燈亮100綠燈亮eq\o\ac(○,3)倒計(jì)時(shí)：燈亮或閃爍時(shí)間（綠、黃、紅分別為60s、10s、60s）用BCD碼表示（分別為60h、10h、60h）,倒計(jì)時(shí)的時(shí)候個(gè)位和十位分別是高四位和低四位，首先是低四位倒數(shù)，當(dāng)?shù)箶?shù)到0時(shí)，重新賦值為9，且高四位減1，如此循環(huán)，直到這個(gè)數(shù)減到0，燈亮的時(shí)間到，接著進(jìn)行下一個(gè)狀態(tài)，在時(shí)間減到0的時(shí)候，給使能端enable賦值0；高四位和低四位分別顯示十位和個(gè)位。譯碼模塊：黃燈閃爍及倒計(jì)時(shí)譯碼輸出。eq\o\ac(○,1)黃燈閃爍：黃燈在1s內(nèi)亮滅，中間位當(dāng)分頻時(shí)鐘y_flicker為高且輸入light_select為高時(shí)，輸出light_out才為高（黃燈亮），別的情況light_out中間位都為低（黃燈滅）。eq\o\ac(○,2)七段譯碼：3—8譯碼器，把倒計(jì)時(shí)譯碼輸出顯示模塊框圖：3．時(shí)序說(shuō)明在0時(shí)刻，加上系統(tǒng)時(shí)鐘，首先進(jìn)行reset置1，計(jì)數(shù)器清零，所有交通燈為滅的狀態(tài)，二進(jìn)制代碼為00，七段譯碼無(wú)顯示。在reset為0時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)始正常工作。計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作，縱向路口的路燈亮，橫向路口的紅燈亮，二進(jìn)制代碼為01，同時(shí)兩個(gè)倒計(jì)時(shí)顯示器工作，從59到0的倒計(jì)時(shí)。經(jīng)過(guò)60s（也就是經(jīng)過(guò)60*50M個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘上升沿之后）縱向路口，橫向路口的黃燈開(kāi)始閃爍（1秒內(nèi)只有半秒，黃燈是亮的，從9秒到秒之間黃燈是亮的，然后到8是滅的，如此繼續(xù)下去，知道10秒結(jié)束）又經(jīng)過(guò)10s（70*50M個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘上升沿），狀態(tài)轉(zhuǎn)移到紅燈，然后顯示及七段譯碼過(guò)程與綠燈相似。至此一個(gè)周期已經(jīng)完成，接下來(lái)就是循環(huán)執(zhí)行以上步驟的過(guò)程，直到有reset清零端打斷其正常工作。4．計(jì)框圖及相關(guān)時(shí)序四．實(shí)驗(yàn)代碼eset(reset),.doutge(dataoutge),.doutshi(dataoutshi),.light_select(light_selccted));ysclk_50MHz(sysclk_50M,.reset(reset),.inge(dataoutge),.inshi(dataoutshi).light_sel(light_selccted),.light_out(light_out),.led_datage(led_ctrlge),.led_datashi(led_ctrlshi));lk50MHz(clk50MHz),.reset(reset),.light_out(light_out),.led_ctrlge(led_ctrlge),.led_ctrlshi(led_ctrlshi));endmodule五．實(shí)驗(yàn)結(jié)果仿真圖綠燈紅燈黃燈綜合結(jié)果總模塊控制模塊譯碼模塊六．結(jié)論通過(guò)交通信號(hào)控制器功能仿真與測(cè)試，本設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)定設(shè)計(jì)的目的，