VerilogHDL负责数字电路设计（AI助学版）课件

17.2按键交通灯问题：用于控制主干道与支干道交叉路口的交通，它具有以下应用场景：（1）由于主干道上来往的车辆很多，在默认情况下主干道的绿灯常亮；（2）有行人需沿着支干道穿越主干道时，先按一下按键，支干道方向交通灯等待一段时间之后，开始变为绿灯，并维持一段足够长的时间，以便行人穿过主干道。支干道方向的等待时间为主干道开始绿灯计数和黄灯计数时间之和；（3）支干道方向的指示灯变为黄灯，然后变为红灯；同时，主干道方向的交通灯由红变绿；（4）保持主干道方向的指示灯常绿，直到下一次有人需要穿越主干道，再次触发为止；（5）在一次主支干道信号灯交替过程期间，按键不起作用。设计分析：这个要求与普通交通灯的功能是一致的，唯一区别就是，电路外部加了一个手动开关，该开关被按下后，完成一次普通交通灯的转换，最后停留在主干道为绿灯，支干道为红灯的状态，等待下一次触发。假定手动开关按下以后，EN=1，交通灯开始一次红绿灯变化，变化结束，自动把EN清为0，等待下一次触发。也就是EN=1时，计数器开始工作，EN=0时，计数器不进行计数。（1）锁存按键开关EN=1信号，锁存时间为60秒；（2）计时60秒结束后，自动清除锁存信号。（3）在按键信号EN=1锁定以后，再按按键不起作用，不会因为再次按压按键，计数器重新开始计数。按键处理电路：开关按键不按时key=0，为低电平，按下时key=1，为高电平。按键按下时key=1的值在时钟clk的作用下，存入D触发器DFF中，并一直保持。这里利用了二输入或门的特点。按键处理电路：完成一次交通信号灯的变换以后，即60秒的时钟计数以后，存储在DFF中的高电平自动清为低电平。根据上一节设计，秒计数器count的值是从61计到2。当count计到2时，信号count_Eq_2为一个时钟周期的高电平，把DFF的输入变为0，使Q的输出为0，实现按键信号的清除功能。对应电路修改就是把图17-7所示的电路改为图17-8所示的电路。信号位宽I/O描述clk1I时钟信号，频率为32.768kHzreset1I异步复位信号，高电平有效key1I开关按键不按时key=0，为低电平；按下时key=1，为高电平，clk的上升沿采样数据count6I模60计数器，61到2进行减计数，clk的上升沿采样数据EN1O每当key=1时，EN在按键触发后输出持续60秒的高电平使能信号，在输出高电平的60秒期间，若按键再次按下，对EN输出没有影响。60秒结束后有按键再次按下，再次输出一个60秒的高电平信号，时钟clk的上升沿更新//开关控制模块电路设计：modulekey_control(clk,reset,key,count,EN);inputreset,key,clk,second_pulse;input[5:0]count;outputEN;regEN;always@(posedgeclkorposedgereset)beginif(reset)EN<=0;elseEN<=(EN|key)&(~(count==2));endendmodule在进行电路设计时，需要在普通交通灯电路的基础上，加入按键信号处理电路key_c