• 日期: 2027-09-26
  • 标签: 常规

首先，我们需要定义输入和输出：

module traffic_light(
    input clk, // 时钟信号
    input reset, // 复位信号
    output reg [2:0] east_west, // 东西方向灯控制信号
    output reg [2:0] north_south, // 南北方向灯控制信号
    output reg [3:0] time_count // 显示倒计时的数码管控制信号
);

然后，我们可以使用状态机来控制交通灯的状态。我们可以定义四个状态：EW_GREEN, EW_YELLOW, NS_GREEN 和 NS_YELLOW，分别对应东西方向绿灯、黄灯、南北方向绿灯、黄灯。

reg [1:0] state; // 定义状态机状态

parameter EW_GREEN = 2'b00; // 东西方向绿灯
parameter EW_YELLOW = 2'b01; // 东西方向黄灯
parameter NS_GREEN = 2'b10; // 南北方向绿灯
parameter NS_YELLOW = 2'b11; // 南北方向黄灯

在每个状态下，我们需要确定灯的控制信号和倒计时显示的时间。我们可以使用计数器来计算每个状态下的持续时间。

reg [2:0] ew_light; // 东西方向灯的状态
reg [2:0] ns_light; // 南北方向灯的状态
reg [3:0] count; // 计数器，用于计算倒计时

always @(posedge clk or posedge reset) begin
    if (reset) begin
        // 复位
        state <= EW_GREEN; // 初始状态为东西方向绿灯
        ew_light <= 3'b100; // 东西方向绿灯
        ns_light <= 3'b001; // 南北方向红灯
        count <= 4'b1000; // 倒计时从8开始
    end else begin
        case (state)
            EW_GREEN: begin // 东西方向绿灯
                ew_light <= 3'b100; // 绿灯
                ns_light <= 3'b001; // 红灯
                count <= 4'b0101; // 显示5，即倒计时5秒
                if (count == 4'b0000) begin
                    // 5秒后切换到黄灯状态
                    state <= EW_YELLOW;
                    count <= 4'b0011; // 显示3，即倒计时3秒
                end
            end
            EW_YELLOW: begin // 东西方向黄灯
                ew_light <= 3'b010; // 黄灯
                ns_light <= 3'b001; // 红灯
                count <= 4'b0011; // 显示3，即倒计时3秒
                if (count == 4'b0000) begin
                    // 3秒后切换到南北方向绿灯状态
                    state <= NS_GREEN;
                    count <= 4'b0101; // 显示5，即倒计时5秒
                end
            end
            NS_GREEN: begin // 南北方向绿灯
                ew_light <= 3'b001; // 红灯
                ns_light <= 3'b100; // 绿灯
                count <= 4'b0101; // 显示5，即倒计时5秒
                if (count == 4'b0000) begin
                    // 5秒后切换到黄灯状态
                    state <= NS_YELLOW;
                    count <= 4'b0011; // 显示3，即倒计时3秒
                end
            end
            NS_YELLOW: begin // 南北方向黄灯
                ew_light <= 3'b001; // 红灯
                ns_light <= 3'b010; // 黄灯
                count <= 4'b0011; // 显示3，即倒计时3秒
                if (count == 4'b0000) begin
                    // 3秒后切换到东西方向绿灯状态
                    state <= EW_GREEN;
                    count <= 4'b0101; // 显示5，即倒计时5秒
                end
            end
        endcase
    end
end

最后，我们需要根据计数器的值来显示倒计时的数码管控制信号。

always @(posedge clk or posedge reset) begin
    if (reset) begin
        time_count <= 4'b1000; // 复位时显示8
    end else begin
        if (count == 4'b1000) begin
            time_count <= 4'b1000; // 倒计时结束时显示8
        end else if (count == 4'b0111) begin
            time_count <= 4'b0111; // 倒计时到1时显示1
        end else if (count == 4'b0110) begin
            time_count <= 4'b0110; // 倒计时到2时显示2
        end else if (count == 4'b0101) begin
            time_count <= 4'b0101; // 倒计时到3时显示3
        end else if (count == 4'b0100) begin
            time_count <= 4'b0100; // 倒计时到4时显示4
        end else if (count == 4'b0011) begin
            time_count <= 4'b0011; // 倒计时到5时显示5
        end else if (count == 4'b0010) begin
            time_count <= 4'b0010; // 倒计时到6时显示6
        end else if (count == 4'b0001) begin
            time_count <= 4'b0001; // 倒计时到7时显示7
        end
    end
end

完整代码如下：

module traffic_light(
    input clk, // 时钟信号
    input reset, // 复位信号
    output reg [2:0] east_west, // 东西方向灯控制信号
    output reg [2:0] north_south, // 南北方向灯控制信号
    output reg [3:0] time_count // 显示倒计时的数码管控制信号
);

reg [1:0] state; // 定义状态机状态

parameter EW_GREEN = 2'b00; // 东西方向绿灯
parameter EW_YELLOW = 2'b01; // 东西方向黄灯
parameter NS_GREEN = 2'b10; // 南北方向绿灯
parameter NS_YELLOW = 2'b11; // 南北方向黄灯

reg [2:0] ew_light; // 东西方向灯的状态
reg [2:0] ns_light; // 南北方向灯的状态
reg [3:0] count; // 计数器，用于计算倒计时

always @(posedge clk or posedge reset) begin
    if (reset) begin
        // 复位
        state <= EW_GREEN; // 初始状态为东西方向绿灯
        ew_light <= 3'b100; // 东西方向绿灯
        ns_light <= 3'b001; // 南北方向红灯
        count <= 4'b1000; // 倒计时从8开始
    end else begin
        case (state)
            EW_GREEN: begin // 东西方向绿灯
                ew_light <= 3'b100; // 绿灯
                ns_light <= 3'b001; // 红灯
                count <= 4'b0101; // 显示5，即倒计时5秒
                if (count == 4'b0000) begin
                    // 5秒后切换到黄灯状态
                    state <= EW_YELLOW;
                    count <= 4'b0011; // 显示3，即倒计时3秒
                end
            end
            EW_YELLOW: begin // 东西方向黄灯
                ew_light <= 3'b010; // 黄灯
                ns_light <= 3'b001; // 红灯
                count <= 4'b0011; // 显示3，即倒计时3秒
                if (count == 4'b0000) begin
                    // 3秒后切换到南北方向绿灯状态
                    state <= NS_GREEN;
                    count <= 4'b0101; // 显示5，即倒计时5秒
                end
            end
            NS_GREEN: begin // 南北方向绿灯
                ew_light <= 3'b001; // 红灯
                ns_light <= 3'b100; // 绿灯
                count <= 4'b0101; // 显示5，即倒计时5秒
                if (count == 4'b0000) begin
                    // 5秒后切换到黄灯状态
                    state <= NS_YELLOW;
                    count <= 4'b0011; // 显示3，即倒计时3秒
                end
            end
            NS_YELLOW: begin // 南北方向黄灯
                ew_light <= 3'b001; // 红灯
                ns_light <= 3'b010; // 黄灯
                count <= 4'b0011; // 显示3，即倒计时3秒
                if (count == 4'b0000) begin
                    // 3秒后切换到东西方向绿灯状态
                    state <= EW_GREEN;
                    count <= 4'b0101; // 显示5，即倒计时5秒
                end
            end
        endcase
    end
end

always @(posedge clk or posedge reset) begin
    if (reset) begin
        time_count <= 4'b1000; // 复位时显示8
    end else begin
        if (count == 4'b1000) begin
            time_count <= 4'b1000; // 倒计时结束时显示8
        end else if (count == 4'b0111) begin
            time_count <= 4'b0111; // 倒计时到1时显示1
        end else if (count == 4'b0110) begin
            time_count <= 4'b0110; // 倒计时到2时显示2
        end else if (count == 4'b0101) begin
            time_count <= 4'b0101; // 倒计时到3时显示3
        end else if (count == 4'b0100) begin
            time_count <= 4'b0100; // 倒计时到4时显示4
        end else if (count == 4'b0011) begin
            time_count <= 4'b0011; // 倒计时到5时显示5
        end else if (count == 4'b0010) begin
            time_count <= 4'b0010; // 倒计时到6时显示6
        end else if (count == 4'b0001) begin
            time_count <= 4'b0001; // 倒计时到7时显示7
        end
    end
end

assign east_west = ew_light;
assign north_south = ns_light;

endmodule
Verilog 实现十字路口交通灯控制器设计

原文地址: https://www.cveoy.top/t/topic/lxzT 著作权归作者所有。请勿转载和采集!

免费AI点我,无需注册和登录