Verilog语言交通灯课程设计

一、设计思路

1）设计一个十字路口交通灯控制器。交通灯处于东西大街和南北大街，如图2-1所示用寄存器模拟十字路口交通信号控制情况。当东西方向为绿灯时，南北方向为红灯，二南北方向为绿灯时，东西方向为红灯。东西向通行时间为11s，南北向通行时间为11s。

图2-1路口示意图

diagrammatic sketch

2）东西、南北方向黄灯都亮3s。

3）用高低电平分别表示灯灭灯亮，用计数器实现状态跳转。

二、设计原理

1.首先了解实际交通灯的变化情况和规律。初始时东西向绿灯，g1输出高电平，南北向红灯，r2输出高电平。12个时钟脉冲后，原绿灯方向变为黄灯，再3个时钟脉冲后，黄灯方向变红灯，同时原红灯方向变绿灯；随后又是12个时钟脉冲后，当前绿灯方向又变为黄灯，再过3个时钟脉冲后，黄灯方向变红灯，同时当前红灯方向又变为绿灯，如此循环往复。

2.共有四种状态，状态1东西方向绿灯亮11秒，南北方向红灯亮 11；状态2东西方向黄灯亮3秒，南北方向红灯亮 3秒；状态3东西方向红灯亮11秒，南北方向绿灯亮 11秒；状态4东西方向红灯亮3秒，南北方向黄灯亮 3秒。列出交通信号灯的状态表如下：（其中，1代表灯亮，0代表灯灭）

表2-1 状态表

state table

三、各输入输出变量说明

clk:计数时钟；

r1,r2,g1,g2,y1,y2:分别代表东西方向，南北方向红绿黄灯；

cnt: 译码器输出

中间变量：

code:代表r1,r2,g1,g2,y1,y2；

module DecCounter(clk,cnt);

output[4:0] cnt;

reg[4:0] cnt;

wire clr:清零信号；

module Decoder(cnt,code)；

output[5:0] code；

reg[5:0] code；

四、主要程序代码：

module traffic_light(clk,r1,y1,g1,r2,y2,g2);input clk;output r1,y1,g1,r2,y2,g2;reg[5:0] buf1=6'b001100;wire[4:0] cnt;wire[5:0] code;DecCounter u1(clk,cnt);Decoder u2(cnt,code);always @(posedge clk)beginbuf1=code;endassign {r1,y1,g1,r2,y2,g2}=buf1;
endmodulemodule Decoder(cnt,code);input[4:0] cnt;output[5:0] code;reg[5:0] code;always @(cnt)begincase(cnt)5'b00000: code=6'b001100;5'b00001: code=6'b001100;5'b00010: code=6'b001100;5'b00011: code=6'b001100;5'b00100: code=6'b001100;5'b00101: code=6'b001100;5'b00110: code=6'b001100;//75'b00111: code=6'b000100;5'b01000: code=6'b001100;5'b01001: code=6'b000100;5'b01010: code=6'b001100;//45'b01011: code=6'b010100;5'b01100: code=6'b010100;5'b01101: code=6'b010100;//35'b01110: code=6'b100001;5'b01111: code=6'b100001;5'b10000: code=6'b100001;5'b10001: code=6'b100001;5'b10010: code=6'b100001;5'b10011: code=6'b100001;5'b10100: code=6'b100001;//75'b10101: code=6'b100000;5'b10110: code=6'b100001;5'b10111: code=6'b100000;5'b11000: code=6'b100001;//45'b11001: code=6'b100010;5'b11010: code=6'b100010;5'b11011: code=6'b100010;//3default:  code=6'b000000;endcaseend
endmodulemodule DecCounter(clk,cnt);input clk;output[4:0] cnt;reg[4:0] cnt;wire clr;assign clr=~(cnt[4]&cnt[3]&cnt[1]&cnt[0]);always @(posedge clk)begincnt[4]<=clr&(cnt[4]^(cnt[3]&cnt[2]&cnt[1]&cnt[0]));cnt[3]<=clr&(cnt[3]^(cnt[2]&cnt[1]&cnt[0]));cnt[2]<=clr&(cnt[2]^(cnt[1]&cnt[0]));cnt[1]<=clr&(cnt[1]^cnt[0]);cnt[0]<=clr&(~cnt[0]);end
endmodule

说明：蛮久以前写的，从课程设计报告上粘下来的，没写注释，代码里面包括了竞争冒险的消除，有问题可以留言。

运行截图：

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