Verilog实现交通灯(数电课设)----------旧

这里是新写的交通灯Verilog实现交通灯(数电课设)----------新：https://blog.csdn.net/qq_41467882/article/details/86626507

里边又两个核心代码和数码管显示的新方法及对状态机的新理解。。

参考思路：https://www.cnblogs.com/christsong/p/5629643.html

里边有思路框架，可以用来参考。

设计要求：

1，交通灯可以自行转换状态，红黄绿灯分别进行，绿灯转红灯需要五秒的黄灯作为延时

2，可以暂停红黄绿灯的计数

3，可以进入紧急制动状态（红灯全部亮）

4，倒计时显示在数码管上，六个led分别代表红黄绿灯。

第一种方法

设计思路：

状态机的运用，状态的转换，用的basys2板子

模块介绍（代码的书写）

分频模块：

module fenpin(clk,rst_n,clk1);
input clk;//系统时钟
output  reg clk1;//分频后的时钟
input rst_n;//复位信号
reg [25:0] cnt;always@(posedge clk or negedge rst_n)    begin  if(!rst_n)cnt <= 0;else if(cnt==26'd24_999_999)//当cnt为24_999_999的时候，重新计数并且将clk1反转begincnt <= 0;   clk1 <= ~clk1;endelsecnt <= cnt + 1'b1;        end
endmodule

很简单的一个分频模块，系统时钟为50mhz，分频后周期为1s。

数码管动态显示模块：

module xianshi(input  clk,input  rst_n,input [7:0] B,input [7:0] A,output reg [6:0]Y,//显示器段选output reg [3:0]an,//显示器位选output reg dp);
parameter AB=18'd300000;
reg[17:0] cnt;//动态扫描计数器
//这个时间其实可以自己控制，只要在人眼不能观察到间隔就行
always@(posedge clk or negedge rst_n)if(!rst_n)cnt<=1'b0;else if (cnt==AB-1)cnt<=1'b0;else cnt<=cnt+1;
/*动态扫描  选择要显示的数码管（第一个要显示），当速度快到人眼无法区分的时候就是“所有”数码管一//起显示了*/
reg[3:0]digit;//定义一个储存要显示数据的寄存器always@(posedge clk or negedge rst_n)beginif(!rst_n) beginan<=4'b1110;dp<= 0;endelse if(cnt==AB-1) beginan<={an[0],an[3:1]};dp <= 1'b1;endend
//当某一个数码管被点亮的时候，赋予其对应位置的数据
always@(posedge clk or negedge rst_n)beginif(!rst_n)digit<=4'b1111;else if(an==4'b1110)digit<=B[3:0];else if(an==4'b1101)digit<=B[7:4];else if(an==4'b1011)digit<=A[3:0];else if(an==4'b0111)digit<=A[7:4];end
//七段译码器（显示器）always@(*)begincase(digit)4'b0000:Y<=7'b0000001;4'b0001:Y<=7'b1001111;4'b0010:Y<=7'b0010010;4'b0011:Y<=7'b0000110;4'b0100:Y<=7'b1001100;4'b0101:Y<=7'b0100100;4'b0110:Y<=7'b0100000;4'b0111:Y<=7'b0001111;4'b1000:Y<=7'b0000000;4'b1001:Y<=7'b0000100;default Y<=7'b0000001;endcaseend
endmodule

数码管显示需要进行段选和位选，具体解释位于上述代码

控制模块：

module control(clk,rst_n,ledA,ledB,A,B,en);
input clk;
input rst_n;
input en;output  reg [2:0] ledA;//控制三个ledA方向
output  reg [2:0] ledB;reg [2:0] stateA;
reg [2:0] stateB;
output reg [7:0] A;
output reg [7:0] B;parameter redB = 3'b100,greenB = 3'b001,yellowB = 3'b010;
parameter redA = 3'b100,greenA = 3'b001,yellowA = 3'b010;always @ ( posedge clk or negedge rst_n)begin if(!rst_n)begin  stateA <= 3'b100 ; A <= 8'b0010_0000;  endelse if(en)   case ( stateA )              //交通灯状态变换redA : begin if(A==0) beginA <= 8'b0001_0101;stateA <= greenA;endelse if(A[3:0] == 0 && !A[7:4] == 0) beginA[7:4] <= A[7:4] - 1'b1;A[3:0] <= 4'b1001;endelse if(!A[3:0] == 0) beginA[3:0] <= A[3:0] - 1'b1;end elsestateA <= redA;endgreenA : begin if(A==0) begin  A <= 8'b0000_0100;stateA <= yellowA;endelse if(A[3:0] == 0 && !A[7:4] == 0) beginA[7:4] <= A[7:4] - 1'b1;A[3:0] <= 4'b1001;endelse if(!A[3:0] == 0) beginA[3:0] <= A[3:0] - 1'b1;end else stateA <= greenA;end yellowA :begin if(A==0) beginA <= 8'b0010_0000;stateA <= redA;endelse if(A[3:0] == 0 && !A[7:4] == 0) beginA[7:4] <= A[7:4] - 1'b1;A[3:0] <= 4'b1001;endelse if(!A[3:0] == 0) beginA[3:0] <= A[3:0] - 1'b1;end else stateA <= yellowA;enddefault : stateA <= redA ;endcaseend
always@(*)
begin
case (stateA)
redA : ledA <= redA;
yellowA : ledA <= yellowA;
greenA : ledA <= greenA;
endcase
endalways @ ( posedge clk or negedge rst_n)begin if(!rst_n)begin  stateB <= 3'b001 ; B<= 8'b0001_0101;  endelse if(en)   case ( stateB )              //交通灯状态变换greenB: begin if(B==0) beginB<= 8'b0000_0100;stateB <= yellowB;endelse if(B[3:0] == 0 && !B[7:4] == 0) beginB[7:4] <= B[7:4] - 1'b1;B[3:0] <= 4'b1001;endelse if(!B[3:0] == 0) begin            B[3:0] <= B[3:0] - 1'b1;end elsestateB <= greenB;endyellowB: begin if(B == 0) beginB <= 8'b0010_0000;stateB <= redB;endelse if(B[3:0] == 0 && !B[7:4] == 0) beginB[7:4] <= B[7:4] - 1'b1;B[3:0] <= 4'b1001;endelse if(!B[3:0] == 0) beginB[3:0] <= B[3:0] - 1'b1;end else stateB <= redB;end redB:begin if(B == 0) beginB <= 8'b0001_0101;stateB <= greenB;endelse if(B[3:0] == 0 && !B[7:4] == 0) beginB[7:4] <= B[7:4] - 1'b1;B[3:0] <= 4'b1001;endelse if(!B[3:0] == 0) beginB[3:0] <= B[3:0] - 1'b1;end else stateB <= redB;enddefault : stateB <= redB;endcaseend
always@(*)
begin
case (stateB)
redB: ledB<= redB;
yellowB: ledB<= yellowB;
greenB: ledB<= greenB;
endcase
end
endmodule

具体代码已经粘贴在上边了。简单介绍下我的思路。

通过一个状态机来控制一个红绿灯的亮灭情况，然后倒计时（采用格雷码的形式）掉到0的时候开始进行下一个状态的跳转。但具体实现的时候有一个小bug。在每次黄灯跳转的时候，会有一秒的延时。所以我将每个黄灯的时间改为5s。（具体原因不太清楚）有兴趣可以交流。

top文件：

module new1_top(clk,rst_n,Y,an,ledA,ledB,en,dp);
input clk;
input rst_n;
input en;output  [2:0] ledA,ledB;
output  [6:0] Y;
output  [3:0] an;
output dp;wire clk_1s;
wire [7:0] lineA;
wire [7:0] lineB;control A(.clk(clk_1s),.rst_n(rst_n),.ledA(ledA),.ledB(ledB),.A(lineA),.B(lineB),.en(en));fenpin B(.clk(clk),.rst_n(rst_n),.clk1(clk_1s));xianshi C(.clk(clk),.rst_n(rst_n),.B(lineB),.A(lineA),.Y(Y),//显示器段选.an(an),//显示器位选.dp(dp));
endmodule

下板子没有问题。可以正常工作。（没有加紧急制动状态，相加的的可以自己加，也很简单）

接下来用一种新的方法写控制模块（没有仿真，下板子，不过应该可以）：这里只写控制模块

module control(led,divclk,zhidong,cntA_h,cntA_l,cntB_l,cntB_h,rst);
input rst;
input divclk;
input zhidong;output reg [3:0] cntA_h;
output reg [3:0] cntA_l;
output reg [3:0] cntB_h;
output reg [3:0] cntB_l;
output reg [5:0] led;reg flag;
reg cs,ns;parameter [1:0] s0=2'd0,s1=2'd1,s2=2'd2,s3=2'd3;always@(posedge divclk or posedge rst)
if(rst)
cs<=s0;
else
cs<=ns;always@(*)
begincase(cs)s0:ns=flag?s1:s0;s1:ns=flag?s2:s1;s2:ns=flag?s3:s2;s3:ns=flag?s0:s3;endcase
endalways@(posedge divclk or posedge rst)
beginif(rst)begincntA_h<=5;cntA_l<=0;cntB_h<=4;cntB_l<=5;flag<=0;endelse if(zhidong)led<=6'b100_100;//A红黄绿B红黄绿else case(cs)s0:beginflag<=0;led<=6'b100_001;//Ared Bgreen  45sif(cntB_h==0&&cntB_l==0) beginflag<=1;cntA_h<=0;cntA_l<=5;cntB_h<=0;cntB_l<=5;endelse if(!cntB_h==0&&cntB_l==0) begincntB_h<=cntB_h-1;cntB_l<=9;endelse if(!cntA_h==0&&cntA_l==0) begincntA_h<=cntA_h-1;cntA_l<=9;endelse begincntA_l<=cntA_l-1;cntB_l<=cntB_h-1;endends1:beginflag<=0;led<=6'b100_010;//Ared Byellow 5sif(cntB_h==0&&cntB_l==0&&cntB_h==0&&cntB_l==0) beginflag<=1;cntA_h<=4;cntA_l<=5;cntB_h<=5;cntB_l<=0;endelse if(!cntB_h==0&&cntB_l==0) begincntB_h<=cntB_h-1;cntB_l<=9;endelse if(!cntA_h==0&&cntA_l==0) begincntA_h<=cntA_h-1;cntA_l<=9;endelse begincntA_l<=cntA_l-1;cntB_l<=cntB_h-1;endends2:beginflag<=0;led<=6'b001_100;//Agreen Bred 45s if(cntB_h==0&&cntB_l==0&&cntB_h==0&&cntB_l==0) beginflag<=1;cntA_h<=0;cntA_l<=5;cntB_h<=0;cntB_l<=5;endelse if(!cntB_h==0&&cntB_l==0) begincntB_h<=cntB_h-1;cntB_l<=9;endelse if(!cntA_h==0&&cntA_l==0) begincntA_h<=cntA_h-1;cntA_l<=9;endelse begincntA_l<=cntA_l-1;cntB_l<=cntB_h-1;endends3:beginflag<=0;led<=6'b100_010;//Ayellow Bredif(cntB_h==0&&cntB_l==0&&cntB_h==0&&cntB_l==0) beginflag<=1;cntA_h<=5;cntA_l<=0;cntB_h<=4;cntB_l<=5;endelse if(!cntB_h==0&&cntB_l==0) begincntB_h<=cntB_h-1;cntB_l<=9;endelse if(!cntA_h==0&&cntA_l==0) begincntA_h<=cntA_h-1;cntA_l<=9;endelse begincntA_l<=cntA_l-1;cntB_l<=cntB_h-1;endendendcase
end
endmodule

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