通过Verilog实现交通灯设计实验报告

电子科技大学实验报告实室称虚仪实室实项名：通设实实学：4时实原假设交通灯处于南北和东西两条大街的“十”字路口，如图1所示。用开发板的灯来模拟红、黄、绿种颜色信号，并按一定顺序、时延来点亮LED，如所示。图3给出了交通灯的状态转移图。设计使用频率为1Hz的时钟来驱动电路（注：仿真时采用1MHz的时钟来动电路停留1时钟可得到1S延时，类似停留3个时钟可得到3S延时留15时钟可得到延注开发板工时钟为50MHz。1北西

东南图六个彩色以表示一交通信号状机状

南大

东大

开板时单：）仿真时单：）

红红红绿黄红

绿黄红红红红

南北

图2.交通灯状东西红

黄

绿

红

黄

绿S0000S1000S2001S3011S4101S5012图交灯的状态移图顶层模块分频模块

机跳转模块图4.交通灯的理框图五实目本实验是有限状态机的典型综合实验握如何使用状态转移图来定义Mealy态机和Moore状态机，熟悉利用HDL代码输入方式进行电路的设计和仿真的流程，掌握语言的基本语法。并通过一个交通灯的设计掌握利用EDA软件（XilinxISE13.2）进行HDL代码输入方式的电子线路设计与仿真的详细流程六实内在XilinxISE上完成交通灯设计，输入设计文件，生成二进制码流文件下载到FPGA开发板上进行验证。七实器（备元件1、计算机安装Xilinx13.2软件平台32、FPGA开发板一套（带USB-MIniUSB下载线）八实步新建工程设置器件属性在Xilinx13.2平台中新建一个工程（注意命名规范输入工程名称以及工程所在的目录，设置芯片的具体型号（XC3S100E装类型（CP132）以及编码使用的语言（Verilog实验指导书）源码文件创建与编辑：选中器件名字，点击鼠标右键，选中…，选择Verilog以及输入文件名称（详见实验指导书）语法检查，对设计文件进行综合：代码编写完成后，在的主界面的处理子窗口的工具检查代码语（Syntax在此窗口可以查看原理（ViewRTL技术原理图ViewTechnology）以及产生综合后仿真模型（Post-Synthesis对设计进行行为仿真1产生测试文件模板）完成测试脚本创建与编辑；3）调出仿真窗口对设计进行仿真）通过波形查看仿真结果详见实验指导书）添加实现约束文件详见实验指导书）UCF文件导入见实验指导书）在线下配置连接开发板并给开发板供电2边界扫描，初始化链3下载比特流文件对FPGA进行编程5生成PROM文件；6）将生成PROM文件烧到PROM芯片中见实验指导书）关闭配置界面，不保存任何信息定不要保存任何信息）（9）关闭电源重新上电，程序从PROM自动引导到芯片中。（10给开发板断电，清理器件，实验结束。九实数及果析9.1状态机转移代码traffic(inputinputrst,outputreg[5:0]lights);reg[2:0]4reg[3:0]parameterS0=3'b000,S1=3'b001,S2=3'b010,S3=3'b011,S4=3'b100,S5=3'b101;always@(posedgeclkrst)beginif(rst)begincount<=0;begincase(state)count<=count+1;begincount<=0;count<=count+1;begincount<=0;count<=count+1;begincount<=0;5count<=count+1;begincount<=0;count<=count+1;begincount<=0;count<=count+1;begincount<=0;case(state)S0:lights=6'b100_001;S1:lights=6'b100_010;S2:lights=6'b100_100;S3:lights=6'b001_100;6S4:lights=6'b010_100;S5:lights=6'b100_100;9.2时钟分频代码clk_div(inputclk,inputrst,output);parameterCNT_WIDTH=5;reg[CNT_WIDTH-1:0]cnt;always@(posedgeclkbeginif(rst)beginbeginalways@(posedgeclkif(rst)clk_1hz<=0;clk_1hz<=~clk_1hz;9.3顶层代码inputoutputLed7);clk_1hz;rst;rst=btn[3];clk_divclk_div_inst(.clk(mclk),.clk_1hz(clk_1hz));traffic.clk(clk_1hz),);9.4测试代码//[3:3]//Outputs[7:2]//InstantiatetheTest(UUT)top(.mclk(mclk),.btn(btn),);//InitializeInputsmclk=0;btn=1;//Waitnsfor8btn=0;//AddparameterPERIODalways#(PERIOD/2)mclk=0;#(PERIOD/2)mclk=1;9.5仿真波形代码（对波形进行相关的文字说明，所截取的波形要覆盖所有状态转移）由图中可以看出lights显示100001（经15us后变为接着3us为100100（再3us变为（S3变为010100（S4之后3us为100100（S5态正确。由图可以看出，clk_1