1、基于Verilog語言交通燈設(shè)計報告 院系：工學(xué)院自動化系年級：14級班級：10班姓名：周博學(xué)號：14032291這學(xué)期我學(xué)習(xí)了EDA技術(shù)及其創(chuàng)新實踐這門課程，通過自己學(xué)習(xí)的內(nèi)容和自己查找的一些資料用Verilog語言編寫交通燈的程序，并且完成了仿真。Verilog HDL是工業(yè)和學(xué)術(shù)界的硬件設(shè)計者所使用的兩種主要的HDL之一，另一種是VHDL?，F(xiàn)在它們都已成為IEEE標(biāo)準(zhǔn)。兩者各有特點，但Verilog HDL擁有更悠久的歷史、更廣泛的設(shè)計群體,資源也遠(yuǎn)比VHDL豐富,且非常容易學(xué)習(xí)掌握。一、設(shè)計背景和意義交通燈控制系統(tǒng)主要是實現(xiàn)城市十字交叉路口紅綠燈的控制。在現(xiàn)代化的大城市中，十字交叉路口

2、越來越多，在每個交叉路口都需要使用紅綠燈進行交通指揮和管理，紅、黃、綠燈的轉(zhuǎn)換要有一個準(zhǔn)確的時間間隔和轉(zhuǎn)換順序，這就需要有一個安全、自動的系統(tǒng)對紅、黃、綠燈的轉(zhuǎn)換進行管理，本系統(tǒng)就是基于此目的而開發(fā)的。 二、設(shè)計任務(wù)（1）設(shè)計一個交通紅綠燈。要求分主干道和支干道，每條道上安裝紅（主：red1,支：red2）綠（主：green1，支：green2）黃（主：yellow1，支：yellow2）三種顏色燈，由四種狀態(tài)自動循環(huán)構(gòu)成; （2）在交通燈處在不同的狀態(tài)時，設(shè)計一個計時器以倒計時方式顯示計時，主干道上綠燈亮30S，支干道上綠燈亮20S。每個干道上，在綠燈轉(zhuǎn)為紅燈時，要求黃燈先亮5S。在完成基本

3、要求的基礎(chǔ)上，可進一步增加功能、提高性能，如綠燈亮的時間可調(diào)。三、設(shè)計方案1.工作原理：城市十字交叉路口紅綠燈控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)控制主干道走向和從干道走向的紅綠燈的狀態(tài)和轉(zhuǎn)換順序，關(guān)鍵是各個狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換和進行適當(dāng)?shù)臅r間延時，正是基于以上考慮，采用如下設(shè)計：S0:當(dāng)主干道走向的綠燈亮?xí)r，從干道走向的紅燈亮，并保持30sS1:當(dāng)主干道走向的黃燈亮?xí)r，從干道走向的黃燈亮，并保持5sS2:當(dāng)主干道走向的紅燈亮?xí)r，從干道走向的綠燈亮，并保持20sS3:當(dāng)主干道走向的黃燈亮?xí)r，從干道走向的黃燈亮，并保持5s 在S3結(jié)束后又回到（1）狀態(tài)，并周期重復(fù)進行。狀態(tài)圖如下：30秒S1S05秒5秒S2S320秒2.

4、系統(tǒng)設(shè)計方案：根據(jù)設(shè)計要求和系統(tǒng)所具有功能，并參考相關(guān)的文獻資料經(jīng)行方案設(shè)計畫出如下所示的十字路口交通燈控制器系統(tǒng)框圖，及為設(shè)計的總體方案，框圖如下圖所示：CLK時鐘分頻模塊交通燈控制及計時模塊顯示模塊LED顯示數(shù)碼管位碼數(shù)碼管段碼四、設(shè)計源程序1.verilog源程序：module traffic(en,clk,rst,num1,num2,light1,light2,out1,out2,out3,out4,in1,in2); input en,clk,rst,in1,in2; /en為使能端。in1,in2控制綠燈和紅燈亮?xí)r間output 7:0 num1,num2; output 2:0

5、light1,light2; output 6:0out1,out2,out3,out4;/輸出四個數(shù)碼管reg 6:0out1,out2,out3,out4;reg tim1,tim2; reg 1:0state1,state2;reg 2:0light1,light2; reg 7:0 num1,num2; reg 7:0 red1,red2,green1,green2,yellow1,yellow2; parameter s0=2b00,s1=2b01,s2=2b10,s3=2b11;/四個循環(huán)狀態(tài)reg25:0count;reg div;always (en ) if(en) begi

6、n /設(shè)置計數(shù)初值if (!in1)begin green1=8b00110000;red2=8b00110000; end/30H,即30秒else begin green1=8b01100000;red2=8b01100000;end/60sif (!in2)begin red1=8b00100000;green2=8b00100000; end/20s else begin red1=8b01000000;green2=8b01000000; end/40syellow1=8b00000101; yellow2=8b00000101;/05send always(posedge clk)

7、/分頻if (count=25000000) begin div=1;count=count+1;endelse if(count=50000000)begin div=0;count=0;endelse count=count+1;always (posedge div) begin if(rst) /復(fù)位情況控制 begin light1=3b001; num1=green1; end else if(en) begin /使能有效開始控制計數(shù) if(!tim1) /開始控制 begin /主干道交通燈點亮控制 tim1=1; case(state1)/狀態(tài)機 s0:begin num1=

8、green1;light1=3b001;state1=s1;end s1:begin num1=yellow1;light1=3b010;state1=s2;end s2:begin num1=red1;light1=3b100;state1=s3;end s3:begin num1=yellow1;light1=3b010;state1=s0;end default:light10) if(num13:0=0) begin num13:0=4b1001; num17:4=num17:4-1;/十位減1 end else num13:0=num13:0-1; /個位減1 if(num1=1)

9、tim1=0; end end else begin light1=3b010; num1=2b00; tim1=0; end end always (posedge div ) /從干道begin if(rst) /復(fù)位情況控制 begin light2=3b100; num2=red2; end else if(en) begin if(!tim2) begin tim2=1; case(state1) s0:begin num2=red2;light2=3b100;state2=s1;end s1:begin num2=yellow1;light2=3b010;state2=s2;end

10、 s2:begin num2=green2;light2=3b001;state2=s3;end s3:begin num2=yellow2;light2=3b010;state2=s0;end default:light20) if(num23:0=0) begin num23:0=4b1001; num27:4=num27:4-1; end else num23:0=num23:0-1; if(num2=1) tim2=0; end endelse begin tim2=0; state2=2b00; light2=3b010; end end always (posedge clk) b

11、egin /數(shù)碼管譯碼顯示case(num13:0) 4b0000: out1=7b0111111; /0 ,3F4b0001: out1=7b0000110; /1 ,064b0010: out1=7b1011011; /2 ,5B4b0011: out1=7b1001111; /3 ,4F4b0100: out1=7b1100110; /4 ,664b0101: out1=7b1101101; /5 ,6D4b0110: out1=7b1111101; /6 ,7D4b0111: out1=7b0000111; /7 ,074b1000: out1=7b1111111; /8, 7F4b1

12、001: out1=7b1101111; /9, 6Fdefault: out1=7b0111111; /0 ,3Fendcase end always (posedge clk) begin /數(shù)碼管譯碼顯示case(num17:4) 4b0000: out2=7b0111111; /0 ,3F4b0001: out2=7b0000110; /1 ,064b0010: out2=7b1011011; /2 ,5B4b0011: out2=7b1001111; /3 ,4F4b0100: out2=7b1100110; /4 ,664b0101: out2=7b1101101; /5 ,6D4

13、b0110: out2=7b1111101; /6 ,7D4b0111: out2=7b0000111; /7 ,074b1000: out2=7b1111111; /8, 7F4b1001: out2=7b1101111; /9, 6Fdefault: out2=7b0111111; /0 ,3Fendcase endalways (posedge clk) begin /數(shù)碼管譯碼顯示case(num23:0) 4b0000: out3=7b0111111; /0 ,3F4b0001: out3=7b0000110; /1 ,064b0010: out3=7b1011011; /2 ,5B

14、4b0011: out3=7b1001111; /3 ,4F4b0100: out3=7b1100110; /4 ,664b0101: out3=7b1101101; /5 ,6D4b0110: out3=7b1111101; /6 ,7D4b0111: out3=7b0000111; /7 ,074b1000: out3=7b1111111; /8, 7F4b1001: out3=7b1101111; /9, 6Fdefault: out3=7b0111111; /0 ,3Fendcase end always (posedge clk) begin /數(shù)碼管譯碼顯示case(num27:4

15、) 4b0000: out4=7b0111111; /0 ,3F4b0001: out4=7b0000110; /1 ,064b0010: out4=7b1011011; /2 ,5B4b0011: out4=7b1001111; /3 ,4F4b0100: out4=7b1100110; /4 ,664b0101: out4=7b1101101; /5 ,6D4b0110: out4=7b1111101; /6 ,7D4b0111: out4=7b0000111; /7 ,074b1000: out4=7b1111111; /8, 7F4b1001: out4=7b1101111; /9, 6Fde