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中南大学

实验报告

课程:EDA技术

班级：

学号：姓名：

指导老师：

实验时间：2013年6月

EDA交通灯实验

1、实验目的

通过此实验让用户进一步了解、熟悉和掌握CPLD/FPGA开发软件的的使用方

法及

VerilogHDL的编程方法。学习简单状态机的设计和硬件测试。

2、实验器材

主要仪器设备

1、微机1台

2、QuartusII集成开发软件1套

3、EDA实验装置1套

3、实验内容

本实验的内容是设计一个简易的交通灯控制器，要求能实现红、绿、黄灯三

种信号的控制并通过数码管显示倒计时时间。整个设计在SmartSOPC实验箱上实

现，用第一、第二个数码管显示A方向的倒计时时间，用第七、第八个数码管显示

B方向的倒计时时间。此外，由于缺少交通灯模块，本实验用第一、第二、第三个

LED灯代表A方向的红、绿、黄灯三种信号，用第六、第七、第八个LED灯代表B

方向的红、绿、黄等三种信号。

4、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、黄灯三种

信号的控制，并能实现时间显示的倒计时。因此每个方向的信号可用一个状态机实

现，状态的跳转顺序为红灯-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

至数码管和对应LED灯。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。

5、实验步骤

1)启动QuartusII建立一个空白工程，然后命名为traffic_test.qpf（器

件为：EP3C55F484C8）。

2)完成交通灯控制模块traffic_ctrl.v、交通灯显示模块

traffic_display.v，加入顶层模块traffic_test.v，进行综合编译，若在编译过

程中发现错

误，则找出并更正错误，直至编译成功为止。

3)参考基础实验《LED驱动》及《动态数码管显示》的引脚绑定脚本文件

setup.tcl，建立并执行新的引脚绑定脚本文件：setup.tcl。（rst_n为

PIN_B11）；

4)对该工程文件进行全程编译处理，若在编译过程中发现错误，则找出并更

正错误，直至编译成功为止。

5)确保JP6上的LED0-LED7已通过跳线与FPGA引脚相连。

6)按核芯板上的复位按键，观察交通灯是否正常运作。

5.结构图

6、实验分析

1、分频模块

本实验采用了100HZ的时钟做扫描频率，2.5HZ的时钟做计数频率，故需要

2个时钟。

P1:process(clk)--分频

variablecount1:std_logic_vector(7downto0);

begin

ifclkeventandclk=1then

count1:=count1+1;

ifcount120then

clkk=0;

elsifcount140then

clkk=1;

clkk=0;

endif;

endif;

endprocessP1

分频模块封装好

时序仿真结果如下：

2、计数模块

本实验共有3种模的计数，分别为模30、模5和模25，而且是减1计数。用

一个变量来选择给数码管赋不同的初值，以实现不同的模值计数。

P2:process(m,cz)--赋不同初值

variableZ:std_logic_vector(7d