1、Verilog交通燈交通燈一、 實驗目的寫一個交通燈，要求： 有東西南北四個方向，兩組交通燈輪流交替變換，其中，紅燈時間為30個時間單位，綠燈時間為25個時間單位，黃燈時間為5個時間單位。最后用modelsim軟件進行仿真。 要求設計是一個可綜合設計。二、 實驗原理根據實驗要求的邏輯功能描述，可以分析得出原理圖如下： 控制器即可以設計為一個有限狀態機的形式：E-W方向S-N方向狀態RYGRYG100100IDLE100001S1100010S2001100S3010100S4根據實驗要求畫出控制器的狀態轉移圖如下：三、 代碼1、 源代碼（1）控制器模塊module traffic_lights

2、(clk,rst,count,ew,sn);input clk,rst;input5:0 count;output2:0 ew,sn;reg2:0 ew,sn;reg3:0 state;parameter Idle=3'b000,s1=3'b001,s2=3'b010,s3=3'b011,s4=3'b100;always (posedge clk) if(!rst) begin state<=Idle; end else casex(state) Idle: if(rst) begin state<=s1; end s1: if(count=

3、'd25) begin state<=s2; end s2: if(count='d30) begin 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<=3'b100; sn<=3'b100; end else casex(state) Idle: if(rst) beg

4、in ew<=3'b100; sn<=3'b001; end s1: if(count='d25) begin ew<=3'b100; sn<=3'b010; end s2: if(count='d30) begin ew<=3'b001; sn<=3'b100; end s3: if(count='d55) begin ew<=3'b010; sn<=3'b100; end s4: if(count='d60) begin ew<=3'

5、b100; sn<=3'b001; end default: state<=Idle; endcaseendendmodule（2）計數器模塊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 if(!en&&out<'d60) out<=out+1; else out<='d1;endendm

6、odule（3）將控制器與計數器進行連接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) ); endmodule2、激勵timescale 1ns/100psmodule traff

7、ic_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（圖一）（圖二）五、波形說明波形圖中，從上至下依次為：時鐘信號clk、復位信號rst、計數器

8、使能端en、東西方向上燈的狀態ew、南北方向上燈的狀態sn、計數器的輸出out。該程序實現的功能是在一個十字路口的交通燈的輪流交替變換： 狀態方向燈的狀態025253030555560東西方向ew紅紅綠黃南北方向sn綠黃紅紅圖一可以完整的看到60個時間單位內兩個方向上燈交替的狀況圖二可以清楚的看到在時間從030過程中燈的跳變時間和結果。五、 實驗過程中遇到的問題及解決方法1、在實驗過程中得到的波形圖跟我設計的時間間隔不一致，仔細檢查過后發現是因為控制器和計數器沒有很好的連接在一起，導致燈的跳變跟計數器的控制脫離了，修改之后得到時間間隔比例跟設計一致的波形。2、在檢查波形的過程中發現計數器實現的不是模60，而是模64，將計數器程序中的選擇條件從if(!en)改為if(!en&&out<d60)之后得到了自己想要的計數器。六、 實驗心得