简易交通灯控制电路.pptx

时序图
初始状态 black
Enable=0， Status=1
清零端为低
Enable=1
第一个状态 Green
Enable=0， Status=1
第三个状态 Red
Enable=1
Enable=0， Status=1
第二个状态 Yellow
Enable=1
假设在 0 时刻，加上系统时钟，首先要进行 reset 清零，这时在控制模块的 计数器会清零，三 个灯都是灭的状态，控制状态跳转的使能端enable 等于0，等待 着清零结束，开始工作；七段译码也 不会显示。 在 reset 变低之后，系统开始正常工作。 首先是分频时钟开始工作，在计数 器达到第一个
据译码模块黄灯闪亮控制端来输出各灯的具体状态。
1）顶层模块： 此模块只做例化，即对底层的控制模块和译码模块 进行例化，而不做逻辑设计。
2）控制模块： 此模块是本程序的主体，主要是控制各个灯颜色（ 此模块并不控制黄灯的闪烁） 的转换，以及倒计时时间输出
系统时钟 sysclk_10Hz
分频
分频时钟 sub_clk_1Hz
25000000 之前，分频时钟都是低电位，到 25000000 的时候分频时钟 的第一个上升沿来临，
此时状态控制开始运转，先工作的是绿灯，它会经
过从 39 到0 的倒计时过程，同时译码模块也开始 工作，颜色控制colour 是100，表征绿灯的点亮， 经七段译码，这个倒计时数字也会同步显示出来
经过 40s（也就是经过 40*1Biblioteka Baidu 个系统时钟上升沿之
设计思路
基本原理
用Verilog实现十字路口简易交通灯控制原理。南北向红黄 绿为20s：5s：40s 工作时钟10hz 黄灯1hz闪烁。Verilog语 言被广泛的应用在电路设计中。它的设计描述可被不同 的工具支持和实现。利用其自顶向下的设计方法来实现 交通灯控制原理，使道路交通正常运转。
分频
控制
时序说明：首先还是加上系统时钟之后，用 reset 清零，则计数器清零、所 有灯都不亮。但reset 为 1 之后模块开始工作，首先是计数器开始计数，随 之分频 时钟会根据计数器的变化而周期变化，绿
灯会先亮 40 秒，之后黄灯也会亮（闪烁 在译码模 块实现）5 秒，然后就是红灯亮20 秒，以后就是循 环以上步骤的过程， 同时在循环过程中，倒计数
频率大，第一要进行分频，使其成为1Hz 的时钟信 号，第 二利用分频后的时钟信号对电路进行控制
，开始先对状态跳转进行控制，，用 case 语句控 制三灯亮与灭，紧跟着进行倒计时的过程。
第三输出个位和 十位上的数即可，要显示倒 计时是很容易实现的，直接用两个七段译码即可。
最后要控制黄灯的闪烁，还是要先产生分频时钟， 作为控制端，控制模块各灯 亮与灭作为输入，即 可产生黄灯闪烁的效果。 另外，作为全局控制端 ，reset 信号是清零用的，在有时钟信号的地方就 有 reset 。
控制
倒计时 各位
输出
倒计时 十位
输出
Black
Reset=0
20s 之后
green 5s 之后
40s 之后
red
yellow
输出
控制三个 灯亮与灭
输入：sysclk_10Hz 全局时钟信号，10Hz Reset 全局复位端，高电平有效 输出：dout_1s 倒计时个位上数字 dout_10s 倒计时十位上数字 light_select 各个灯状态 light_select（只是控制亮与 灭，不 管黄灯闪烁）
简易交通灯控制电路
12电信2班 刘超凡 李莹
设计要求 设计思路及步骤 仿真波形 预期结果
设计要求
完成简单十字路口直行的交通灯控制电路设计。 （1）十字路口，南北方向红：黄：绿为20s：5s：40s且可 调； （2）工作时钟10hz； （3）各个方向的红黄绿等可用3个单色灯替代； （4）选做黄灯1hz闪烁； （5）完成全部流程：设计规范文档、模块设计、代码输入、 功能仿真、约束与综合、布局布线、时序仿真、下载验证 等。
后）绿灯亮的时间到，会自动转到黄灯状态，黄灯 是5 到0 的倒计时过程，译码的显示跟绿灯一样， 只是黄灯的亮会加一个1Hz 的时钟控 - 4 - 制端，1 秒内只有半秒，黄灯是亮的，从 5秒到4.5 秒之间 黄灯是亮的，然后 4.5 到 3 是灭的，如此继续下去， 直到5 秒结束。又经过 5（5*10 个系统时钟上 升
控制模块输入
点亮对应数码管 点亮对应数码管
输入端口： sysclk_10Hz 全局时钟信号，10Hz reset 全局复位端，高电平有效 din_1s 显示器个位数据，由控制模块输入 din_10s 显示器十位数据，由控制模块输入 light_sel 选择那盏灯亮，由控制模块的输入 输出端口： colour 最终显示哪盏灯亮，可与硬件相连 led_data_1s 显示器个位数据的译码 led_data_10s 显示器十位数据的译码
输出：color （最终各灯状态亮或闪） led_ctrl_1s (个位七段译码) led_ctrl_10s(十位七段译码
时序说明：加上时钟信号之后，首先用 reset 清零， 然后控制模块会分频产 生分频时钟，根据分频时
钟的高与低，会控制各个状态之间的跳转，译码模 块会同 步通过数码管来显示倒计时数，并且会根
的数会同步输出，各灯亮与灭状态也会同步输出。
3） 译码模块： 此模块主要有两个作用，控制黄灯闪烁以及对倒计时时间进行 译码输出。
系统时 钟
控制
分频 1Hz
产生
黄灯闪 烁控制 端
绿灯 黄灯 红灯
亮 40s 闪 5s 亮 20s
各灯状态
输入
七
输入
倒计时个 位，由
段
控制模块输入
译
码
倒计时十 位，由
器
输入
沿），状态转移到红灯，然后显示及七段译码过程 与绿灯相似。至此一个周期已 经完成，接下来就
是循环执行以上步骤的过程，直到有reset 清零端 打断其正常工 作。
总体上分为三个大模块，即：顶层模块、控制模块、译码模块（包括 显示模块）。
顶层模块
控制模块
译码模块
输入: sysclk 10Hz (全局时钟信号) Reset (全局复位端，高电平有效)
1hz 时钟
系
统
程序时 总体设计
钟
信
号
分频
个位 各 个 十位 状 态 转 变
分频时钟
七段译码 七段译码
黄灯闪烁控制
绿红亮 65s 黄闪 5s
全局控制信号 reset
首先，输入的10Hz 的系统时钟和全局控制端 reset ，输出为个位数字的七段 译码，十位数字七 段译码以及各个灯最后状态。 然后由于系统时钟