交通灯控制器设计实验报告

设计性实验项目名称 交通灯控制器设计 实验项目学时：3学时 实验要求： 必修 选修 一、实验目的1、 学习与日常生活相关且较复杂数字系统设计；2、 进一步熟悉EDA实验装置和Quartus软件的使用方法；3、 学习二进制码到BCD码的转换；4、 学习有限状态机的设计应用。二、实验原理交通灯的显示有很多方式，如十字路口、丁字路口等，而对于同一个路口又 有很多不同的显示要求，比如十字路口，车辆如果只要东西和南北方向通行就很 简单，而如果车子可以左右转弯的通行就比较复杂，本实验仅针对最简单的南北 和东西直行的情况。要完成本实验，首先必须了解交通路灯的燃灭规律。本实验需要用到实验箱上交通灯模块中的发光二极管，即红、黄、绿各三个。依人们的交通常规，“红灯停，绿灯行，黄灯提醒”。其交通灯的燃灭规律为：初始态是两个路口的红灯全亮之后，主干道的绿灯亮，乡间道路的红灯亮，主干道方向通车，延时一段时间后，乡间公路来车，主干道绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，主干道红灯亮，而同时乡间公路的绿灯亮，延时一段时间后，乡间公路的绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到主干道方向，重复上述过程。三、设计要求完成设计、仿真、调试、下载、硬件测试等环节，在型EDA实验装置上实现一个由一条主干道和一条乡间公路的汇合点形成的十字交叉路口的交通灯控制器功能，具体要求如下：1、 有MR（主红）、MY（主黄）、MG（主绿）、CR（乡红）、CY（乡黄）、CG（乡绿）六盏交通灯需要控制；2、 交通灯由绿转红前有4秒亮黄灯的间隔时间，由红转绿没有间隔时间；3、 乡间公路右侧各埋有一个串连传感器，当有车辆准备通过乡间公路时，发出请求信号S=1，其余时间S=0；4、 平时系统停留在主干道通行（MGCR）状态，一旦S信号有效，经主道黄灯4秒（MYCR）状态后转入乡间公路通行（MRCG）状态，但要保证主干道通行大于一分钟后才能转换；5、 一旦S信号消失，系统脱离MRCG状态，即经乡道黄灯4秒（MRCY）状态进入MGCR状态，即使S信号一直有效，MRCG状态也不得长于20秒钟；6、 控制对象除红绿灯之外，还包括分别在主干道和乡间公路各有一个两位十进制倒计时数码管显示。四、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套五、实验步骤源程序：0module traffic1(clk,s,rst,light,sel,SG);input clk,s,rst;output5:0 light; output 2:0sel;output 7:0SG;reg 5:0 light ;reg clk1;reg 3:0 sc; reg 7:0 count;reg 7:0 cnt,SG;reg 2:0 sel;reg 3:0a;parameter s0=0,s1=1,s2=2,s3=3,s4=4;initialbegincount=8b01100000;light=6b001100;sc=s0;endalways (posedge clk)beginbegin cnt=cnt+1; if (cnt=100) begin clk1=1b1; cnt=0; endelse clk1=1b0; /100分频，CLK为数码管扫描频率，CLK1为计数频率if (sel7) sel=sel+1; else sel=6;end /sel为数码管选择begin case (sel) 7: a=count3:0; /0数码管为个位 6: a=count7:4; /1数码管为十位default: a=0; endcase case (a) 0:SG=8b00111111; 1:SG=8b00000110; 2:SG=8b01011011; 3:SG=8b01001111; 4:SG=8b01100110; 5:SG=8b01101101; 6:SG=8b01111101; 7:SG=8b00000111; 8:SG=8b01111111; 9:SG=8b01101111; /8段译码值 default: SG=8b11111111; endcase endend always (posedge clk1 or negedge rst) begin if (!rst) begin count = 0;sc=s3; end / count set nothing but else 0 else if(count = 0) begin case(sc) s0:begin if(s) begin sc=s1; count = 8b00000100;light=6b010100;end else begin sc=s4;count = 8b01100000;end ends1: begin count = 8b00100000;sc=s2;light=6b100001;ends2: begin count = 8b00000100;sc=s3;light=6b100010;ends3: begin count = 8b01100000;sc=s0;light=6b001100;ends4: begin if(s) begin sc=s1;count = 8b00000100;light=6b010100;end else begin sc = s4; count = 8b01100000;light=6b001100;end enddefault begin sc=s0; count =8h60;endendcaseendelse if(sc=s2)&(s=0)begin sc=s3;count = 8b00000100;light=6b100010;endelse if (sc=s4)&(s=1)begin sc=s1; count = 8b00000100; light=6b010100;endelse if(count3:0 = 4b0000) begin count = count-7 ;end else begin count = count-1 ;endendendmodule管脚锁定六、波形仿真主干道60s倒计时s信号为1时七、实验心得