用verilog语言编写交通灯程序文件
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交通灯
一、实验目的
写一个交通灯，要求：
①有东西南北四个方向，两组交通灯轮流交替变换，其中，红灯时间为30
个时间单位，绿灯时间为25个时间单位，黄灯时间为5个时间单位。最后用modelsim软件进行仿真。
②要求设计是一个可综合设计。
二、实验原理
根据实验要求的逻辑功能描述，可以分析得出原理图如下：
控制器即可以设计为一个有限状态机的形式：
E-W方向S-N方向
状态R Y G R Y G
1 0 0 1 0 0 IDLE
1 0 0 0 0 1 S1
1 0 0 0 1 0 S2
0 0 1 1 0 0 S3
0 1 0 1 0 0 S4
根据实验要求画出控制器的状态转移图如下：
三、代码
1、源代码
（1）控制器模块
module traffic_lights(clk,rst,count,ew,sn);
input clk,rst;
input[5:0] count;
output[2:0] ew,sn;
reg[2:0] ew,sn;
reg[3:0] 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=='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
endcase
always (posedge clk)
begin
if(!rst)
begin
ew<=3'b100;
sn<=3'b100;
end
else
casex(state)
Idle: if(rst)
begin
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'b100; sn<=3'b001; end
default: state<=Idle; endcase
end
endmodule
（2）计数器模块
module counter(en,clk,rst,out); output[5:0]out;
input en,clk,rst;
reg[5:0] out;
always(posedge clk or negedge rst) begin
if(!rst)
out<='d0;
else if(!en&&out<'d60)
out<=out+1;
else
out<='d1;
end
endmodule
（3）将控制器与计数器进行连接
module traffic_lights_top(out,clk,rst,en,ew,sn); input clk,rst,en;
output[2:0] ew,sn;
output[5:0]out;
wire[5:0] out;
traffic_lights u1(
.clk(clk),
.rst(rst),
.count(out),
.ew(ew),
.sn(sn)
);
counter u2(
.en(en),
.clk(clk),
.rst(rst),
.out(out)
);
endmodule
2、激励
`timescale 1ns/100ps
module traffic_lights_tb; reg clk,rst,en;
wire[2:0] ew,sn;
wire[5:0]out;
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;
end
endmodule
四、仿真波形