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文档简介

基于Verilog的交通信号灯控制设计4.2波形分析仿真波形中,需重点关注:时钟分频:`clk_1hz`的周期应为2秒(1Hz方波),且与系统时钟的分频逻辑一致;状态转换:`curr_state`应按`S0→S1→S2→S3→S0`循环,每个状态的持续时间为设定的`T_S0`(30个`clk_1hz`周期)、`T_S1`(5个周期)等;灯控输出:`light_ns`与`light_ew`的电平应与状态逻辑匹配(如`S0`时`light_ns[2]`(G)为高,`light_ew[0]`(R)为高)。若波形中状态转换时间与设定值偏差,需检查计数器的比较条件(如`cnt>=T_S0-1`是否正确);若灯控输出错误,需核对`case`语句的输出逻辑。五、硬件实现与调试5.1开发板与引脚分配选择AlteraDE10-Lite开发板(或类似FPGA平台),将`light_ns`与`light_ew`的各位(R、Y、G)连接到开发板的LED引脚(如`light_ns[0]`(R)对应LED0,`light_ns[1]`(Y)对应LED1,`light_ns[2]`(G)对应LED2,东西方向同理)。5.2调试要点1.时钟验证:用示波器测量`clk_1hz`引脚,确认频率为1Hz(周期2秒)。若频率错误,检查`clk_div`模块的`CNT_MAX`参数(如50MHz时钟需`CNT_MAX=24_999_999`)。2.状态与灯控匹配:观察LED亮灭,验证状态转换时灯的切换是否符合逻辑(如`S0`时南北绿灯亮、东西红灯亮)。若状态转换异常,检查状态机的`next_state`逻辑或计数器的清零条件。3.时间精度:通过秒表实测各状态的持续时间,若与设定值(30s、5s等)偏差,需排查时钟分频或计数器的位宽(如`cnt`的位宽是否足够)。六、扩展与优化方向本设计可通过以下方式扩展功能:行人过街控制:添加按键输入,当行人按下按钮时,插入“全红”状态(所有方向红灯),持续时间后恢复原状态;紧急优先通行:接入传感器(如红外或雷达)检测紧急车辆,触发“全绿”或“定向绿灯”状态,优先放行;多路口联动:通过通信接口(如UART、SPI)实现相邻路口的交通灯协同控制,优化区域通行效率;时间动态调整:根据时段(高峰/平峰)或车流量,动态调整绿灯、黄灯的持续时间,提升通行效率。七、总结基于Verilog的交通信号灯控制系统,通过状态机与时钟分频的模块化设计,实现了十字交叉路口的分时放行逻辑。该方案兼具硬件可编程性与逻辑清晰性,可快速适配不同场景的需求。通过仿真验证与硬件调试,确保了状

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