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1、.交通灯一、 实验目的写一个交通灯，要求： 有东西南北四个方向，两组交通灯轮流交替变换，其中，红灯时间为30个时间单位，绿灯时间为25个时间单位，黄灯时间为5个时间单位。最后用modelsim软件进行仿真。 要求设计是一个可综合设计。二、 实验原理根据实验要求的逻辑功能描述，可以分析得出原理图如下：控制器即可以设计为一个有限状态机的形式：E-W方向S-N方向状态RYGRYG100100IDLE100001S1100010S2001100S3010100S4根据实验要求画出控制器的状态转移图如下：三、 代码1、 源代码1控制器模块module traffic_lights(clk,rst,cou
2、nt,ew,sn);input clk,rst;input5:0 count;output2:0 ew,sn;reg2:0 ew,sn;reg3:0 state;parameter Idle=3b000,s1=3b001,s2=3b010,s3=3b011,s4=3b100;always (posedge clk) if(!rst) begin state=Idle; end else casex(state) Idle: if(rst) begin state=s1; end s1: if(count=d25) begin state=s2; end s2: if(count=d30) be
3、gin 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=3b100; sn=3b100; end else casex(state) Idle: if(rst) begin ew=3b100; sn=3b001; end s1: if(count=d25) begin ew=3b100; sn=3b010; end s2: if(count=d30) begin
4、ew=3b001; sn=3b100; end s3: if(count=d55) begin ew=3b010; sn=3b100; end s4: if(count=d60) begin ew=3b100; sn=3b001; end default: state=Idle; endcaseendendmodule2计数器模块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
5、if(!en&outd60) out=out+1; else out=d1;endendmodule3将控制器与计数器进行连接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) );en
6、dmodule2、激励timescale 1ns/100psmodule traffic_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、 仿真波形图一图二五、波形说明波形图中，从上至下依次为：时
7、钟信号clk、复位信号rst、计数器使能端en、东西方向上灯的状态ew、南北方向上灯的状态sn、计数器的输出out。该程序实现的功能是在一个十字路口的交通灯的轮流交替变换：状态方向灯的状态025253030555560东西方向ew红红绿黄南北方向sn绿黄红红图一可以完整的看到60个时间单位两个方向上灯交替的状况图二可以清楚的看到在时间从030过程中灯的跳变时间和结果。五、 实验过程中遇到的问题及解决方法1、在实验过程中得到的波形图跟我设计的时间间隔不一致，仔细检查过后发现是因为控制器和计数器没有很好的连接在一起，导致灯的跳变跟计数器的控制脱离了，修改之后得到时间间隔比例跟设计一致的波形。2、在检查波形的过程中发现计数器实现的不是模60，而是模64，将计数器程序中的选择条件从if(!en)改为if(!en&outd60)之后得到了自己想要的计数器。六、 实验心得刚开始，程序调试过程中始终都有些莫名其妙的错误，自己只能凭着自己的理解和单纯靠一些感觉去修改。有时候越改错误越多，到后来程序显示没有错误了，但是仿真却无法执行，一长串的警告看的我有点崩溃。静下心来后从头开始分析每一句的程序，最后发现其实只是一个很小的失误。-
