EDA课程设计-用Verilog-HDL语言编写-红绿灯控制程序.doc

成绩：

XI’AN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

EDA综合实践

所在院系
自动化与信息工程学院
专业名称
电子信息科学与技术
班级
电技111
题目
红绿灯设计
指导教师
XXXX
成员
XXX
完成时间
2014年元月

一、设计任务及要求：
设计任务：
红绿灯控制程序
要 求：
1、有倒计时显示
2、红黄绿灯三个状态，根据现实红绿灯的转换设计逻辑关系设计
3、具有复位控制按钮，动作时，复位到初始状态

1、实物验收评语及成绩（40%）：

2、答辩评语及成绩（30%）：

3、报告评语及成绩（30%）：

二、 红绿灯原理及设计思路
设计思路：
为了实现两个方向红绿灯循环亮灭的过程，假设该过程如下：
起始（st0）东西方向绿灯亮（green1=1),南北方向红灯亮（red2=1),这个过程持续3个clock周期；然后（st3）东西方向黄灯亮，绿灯灭，南北方向红灯仍然亮着，这个过程持续1个clock；然后（st4）东西方向红灯亮，南北方向绿灯亮，这个过程持续3个clock；然后南北（st7）方向黄灯亮，东西方向红灯仍然亮着，这个过程持续一个clock；接下来就回到起始（st0）的状态进行循环。
此程序中无论哪个方向，各个灯亮着的时间之比为, 绿：黄：红=3:1:4,可以设置clock的值确定各灯具体的亮的时间。
1、红绿灯工作状态的真值表：

2、 模型图：
（见下页）

3状态机：

三、 源程序
module traffic(clock,reset,red1,yellow1,green1,red2,yellow2,green2);
input clock,reset;
output red1,yellow1,green1,red2,yellow2,green2;

parameter st0=0,st1=1,st2=2,st3=3,st4=4,st5=5,st6=6,st7=7;
reg[2:0] state,nxstate;
reg red1,yellow1,green1,red2,yellow2,green2;
always@(posedge clock or posedge reset)

begin
if(reset)
state=st0;
else
state=nxstate;
end
always@(state)
begin
red1=1'b0; yellow1=1'b0; green1=1'b0;
red2=1'b0; yellow2=1'b0; green2=1'b0;
case(state)
st0:begin
green1=1'b1;
red2=1'b1;
nxstate=st1;
end
st1:begin
green1=1'b1;
red2=1'b1;

nxstate=st2;
end
st2:begin
green1=1'b1;
red2=1'b1;
nxstate=st3;
end
st3:begin
green1=1'b0;
yellow1=1'b1;
red2=1'b1;
nxstate=st4;
end
st4:begin
red1=1'b1;
red2=1'b0;
yellow1=1'b0;
green2=1'b1;
nxstate=st5;
end
st5:begin
red1=1'b1;
green2=1'b1;
nxstate=st6;
end
st6:begin
red1=1'b1;
green2=1'b1;
nxstate=st7;
end
st7:begin
green2=1'b0;
red1=1'b1;
yellow2=1'b1;
nxstate=st0;
end
endcase
end
endmodule

四、编译和仿真波形
红绿灯设计仿真图

五、仿真分析及结论
根据仿真波形图可以看出实验结果符合预期设想，基本实现了红绿黄灯按一定规律进行循环闪烁的功能，仿真结果与预想的一致，实现了各个方向绿、黄、红灯闪亮的时间比为3：1：4。
程序中美中不足的是这个比例是固定的，必须通过修改程序来修改时间比，而且只是一个比例，不是固定的以秒为单位的时间。例如要实现绿、黄、红灯闪亮时间为20s，5s，25s，就无法用该程序实现，但可以通过在程序中修改时间比来实现。
另外此程序的缺憾是没有手动校准红绿灯时间的功能，假设红绿灯由于年代久远内部芯片老化而导致时间产生误差，就无法进行校准，而必须更换红绿灯。
程序的亮点是简单易懂，容易理解，适合刚刚学习Verilog语言的人。对于红绿灯的设计思路容易掌握。
通过此次课程设计，我基本了解了用Verilog语言编程的一般方法，掌握了用该语言编程的一些技巧，这对于刚刚接触Verilog语言的我来说是个不小的提高。
同时感谢老师的指导，让我在编程的过程中思路更清晰了一些，克服了一些很难的问题。我会更加努力，如果以后还会用到该语言，定会再接再厉，做的更好。

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