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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
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