【精品】eda交通灯设计和实现.docVIP

EDA交通灯课程设计 班级：电气技术1031 交通灯控制器 1.实验目的 学习交通灯控制器的设计，学习简单状态机的设计和硬件测试。 2.实验内容 本实验的内容是设计一个建议的交通灯控制，要求能实现三种灯的控制并通过数码管显示倒计时的时间。整个设计在MagicSOPC试验箱上实现。 3.实验原理 本实验设计的交通灯控制器要求实现对A、B两个方向的红、绿、黄三种灯的控制，并能实现时间显示的倒计时。因此每个方向的灯可以用一个状态机实现，状态的跳转顺序为灯-绿灯-黄灯-红灯（另一个的状态应为绿-黄-红绿），同时设计一个计时器，来记录每种灯的倒计时时间。最后将交通灯的状态信息输出，至数码管显示模块和交通灯显示模块。注意一个方向的红灯时间应和另一个方向的绿黄灯时间总和相等。 4.实验步骤 1）启动QuartusII建立一个空白工程，然后命名为traffic-top.qpf。 2）新建Verilog HDL源程序文件traffic.v、traffic-test、traffic-top.v，输入程序代码并保存（完整的Verilog HDL程序参考程序清单3.17），对各个HDL文件进行综合编译，若在编译过程中发现错误，则找出并更改错误，直至编译成功为止。 3）选择目标器件并对相应的引脚进行锁定，在这里所选择的器件为Altera公司CycloneII系列的EP2C35F672C8芯片，引脚锁定方法如表3.16所列。将未使用的引脚设置为三态输入（一定要设置，否则可能会损坏芯片）。设置方法见3.1节。Lampa,lampb 表3.16 引脚锁定方法 4)设置traffic-top.v为顶层文件，对该工程文件进行全程编译处理，若在编译处理过程中发现错误，则找出更正错误，直至编译成功为止。 5）把程序下载到FPGA器件中。按一下复位键SYS-RST，然后观察交通灯及数码管的显示状态。 5.实验参考程序 程序清单3.17 交通灯程序 1） 交通灯控制器，文件traffic.v 本模块实现交通灯控制器的逻辑功能。 //********************************************************* //** 交通灯控制器 //********************************************************* module traffic(clock,rst_n,clken,lampa,lampb,acount,bcount); input clock; //系统时钟50MHz input rst_n; //同步复位信号,低电平有效 input clken; //时钟使能信号:1Hz。 output [2:0] lampa; //控制A方向三盏灯的亮灭;其中lampa[2:0]分 //别控制A方向的绿灯、黄灯、红灯(低电平灯亮) output [2:0] lampb; //控制B方向三盏灯的亮灭;其中lampb[2:0]分 //别控制B方向的绿灯、黄灯、红灯(低电平灯亮) output [7:0] acount; //用于A方向灯的时间显示，8位BCD码输出 output [7:0] bcount; //用于B方向灯的时间显示，8位BCD码输出 reg[2:0] lampa,lampb; reg[7:0] numa,numb; //时间计数器 reg tempa,tempb; //防重进入标志 reg[2:0] StateA,StateB; //A、B方向灯控制状态机的状态 //设置各种灯的计数器的预置数 parameter ared =8h30, //30秒 ayellow =8h5, //5秒 agreen =8h15, //15秒 bred =8h20, //20秒 byellow =8h5, //5秒 bgreen =8h25; //25秒 assign acount=numa; assign bcount=numb; //控制A方向的三种灯 always @(posedge clock or negedge rst_n) begin if(!rst_n) begin StateA = 3h0; lampa = 3b011; tempa = 1b0; end else if(clken) begin if(!tempa) begin tempa = 1b1; //防重进入标志 case(StateA) //控制亮灯的顺序 0: begin numa = agreen; lampa = 3b011; Stat