数字电子技术实验报告之交通灯设计.doc

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1、数字电子技术实验报告交通灯的设计姓名：学号：学院：专业：班级：指导老师：目录一、实验目的与要求二、实验设计三、调试及实验结果四、附页一、实验目的及要求实验目的:1.熟练掌握verilog语言及Quartus软件的使用。2.考验和培养学生独立自主综合设计的能力。实验要求:1.设计一个十字路口的四个交通灯的设计。2.注意红灯时间23秒、黄灯时间3秒、绿灯时间17秒。3.时间倒计时功能需在数码管中显示出来。实验扩展：1.分频：因为实验要求秒数的倒计时及控制，故要将高频率进行分频得到1khz和1hz的频率。分频的实现2.数码管

2、动态扫描：倒计时的显示要求有四位同时显示，而以前只进行过一位显示。所以该实验需要数码管的动态扫描。一、实验设计总体思路：先实现由高频率分频得到1khz和1hz的频率，然后实现在1hz的频率下交通灯状态的转换，同时倒计时功能也开始运行。然后在1khz的频率下进行动态扫描，再加上数码管的七段显示即可。高频的分频得到1khz频率得到1hz的频率数码管的动态扫描进行交通灯状态的转换和倒计时的实验倒计时的显示、灯的颜色转变交通灯的状态设计：每个灯有三种状态：红、绿、黄。又因为每个灯由2个开关来控制，所以四个灯设定四个变量sn[1

3、:0]、ns[1:0]、ew[1:0]、we[1:0]分别代表南北、东西方向的灯。其中01代表绿灯，10代表红灯，11代表黄灯。灯状态的循环设计：第一个状态（state0）：绿红红：该状态维持17s，we红灯23s倒计时到绿6s，sn绿灯17s倒计时到0s。第二个状态（state1）：黄红红：该状态维持3s，we红灯倒计时6s到黄3s，sn黄灯倒计时3s到0s。第三个状态（state2）：红红红：该状态维持3s，we红灯倒计时3s到红0s，sn红灯23s倒计时到20s。第四个状态（state3）：红绿绿：该状态维持17

4、s，we绿灯17s倒计时到红0s，sn红灯20s倒计时到3s。第五个状态（state4）：红黄黄：该状态维持3s，we黄灯3s倒计时到0s，红sn红灯3s倒计时到0s。回到原始状态（state0）：绿红红：回到原始状态，构成一个循环。绿状态设计代码：state0:begin//设定初状态:南北方向为绿灯，东西方向为红灯（下面同理）sn=2'b01;ns=2'b01;we=2'b10;ew=2'b10;if(gl==3'd0&&gh==3'd0&&rl==3'd0&&rh==3'd0)begin//设定红绿灯计时起点红灯

5、23s绿灯17s（下面同理）gl=3'd7;gh=3'd1;rl=3'd3;rh=3'd2;endelsebeginif(gl==0)//十进制的减法设定（下面同理）begingl=9;gh=gh-1;endelsebegingl=gl-1;endif(rl==0)beginrl=9;rh=rh-1;endelsebeginrl=rl-1;end//判定状态是否结束（看绿灯倒计时是否到达0）（下面同理）if(gl==3'd0&&gh==3'd0)beginnext_state<=state1;endendendstat

6、e1:beginsn=2'b11;ns=2'b11;we=2'b10;ew=2'b10;if(yl==3'd0)beginyl=3'd3;rl=3'd6;rh=3'd0;endelsebeginbeginyl=yl-1;endbeginrl=rl-1;endif(yl==0)beginnext_state<=state2;endendendstate2:beginsn=2'b10;ns=2'b10;we=2'b10;ew=2'b10;if(yl==3'd0&&yh==3'd0)beginrl=3'd3;rh=3'd2;

7、yl=3'd3;endelsebeginbeginrl=rl-1;yl=yl-1;endif(yl==0)beginnext_state<=state3;endendendstate3:beginsn=2'b10;ns=2'b10;we=2'b01;ew=2'b01;if(yl==3'd0&&yh==3'd0)beginrl=3'd0;rh=3'd2;yl=3'd7;yh=3'd1;endelsebeginif(rl==0)beginrl=9;rh=rh-1;endelsebeginrl=rl-1;endif(yl==

8、0)beginyl=9;yh=yh-1;endelsebeginyl=yl-1;endif(yl==3'd0&&yh==3'd0)beginnext_state<=state4;endendendstate4:beginsn=2'b10;ns=2'b10;we=2'b11;ew=2'b11;if(yl==3'd0&&yh==3'd