verilog 设计与综合实验报告（6）

题目6：设计一个交通信号灯控制器

1、设计方案

输入为car车辆到来时为1，无车时为0，输出o_signal为交通信号灯，0001时为红灯，0010时为黄灯，0100时为绿灯，1000时为左拐灯，复位之后，交通灯在空闲状态，当车辆到来时交通灯到下一状态绿灯，等待40s，到下一状态左拐灯，等待15s，到黄灯，然后等待5s转到空闲态，无车时，转到红灯，等待55s之后，到黄灯等待5s，回到空闲态继续判断。

2、程序代码

module traffic6_signal(
    input i_clk,
	input i_rst,
	input car,        //当有车来时绿灯亮，之后左拐灯亮，无车时间红灯亮
	
	output [3:0]o_signal //
    );
parameter idle = 4'b0000,
            s1  = 4'b0001,  //红灯
            s2  = 4'b0010,//黄灯
            s3  = 4'b0100,//绿灯
            s4  = 4'b1000;//左拐灯
            
reg [5:0] cnt;
reg [3:0]current_state;    
reg [2:0] wait_cnt;
always@(posedge i_clk or negedge i_rst)begin
    if(i_rst=='d1)begin
        current_state <= idle;
        cnt <= 'd0;
        wait_cnt <= 'd0;
        end
    else begin
        case(current_state)
            idle:begin
   
                if(car)begin
                    current_state <= s3;
                    cnt <= 'd0;end
                 else begin
                    current_state <= s1;
                    cnt <= 'd0;end
                end
              
             s1:begin  //红灯
                if(cnt=='d54)begin
                    current_state <= s2;
                    cnt <= 'd0;end
                 else begin
                    current_state <= s1;
                    cnt <= cnt+'d1;end
                end
               s2:begin //黄灯
                if(cnt=='d4)begin
                    current_state <= idle;
                    cnt <= 'd0;end
                 else begin
                    current_state <= s2;                 
                    cnt <= cnt+'d1;end
                end 
                s3:begin //绿灯
                
                if(cnt=='d39)begin
                    current_state <= s4;
                    cnt <= 'd0;end
                 else begin
                    current_state <= s3;
                    cnt <= cnt+'d1;end
                end 
                 s4:begin //左拐灯
                if(cnt=='d14)begin
                    current_state <= s2;
                    cnt <= 'd0;end
                 else begin
                    current_state <= s4;
                    cnt <= cnt+'d1;end
                end 
        endcase
    end
end    
assign o_signal =current_state;
endmodule

 3、仿真测试

module traffic6_signal_tb;
reg i_clk;
reg i_rst;
reg car  ;        //当有车来时绿灯亮，之后左拐灯亮，无车时间红灯亮

wire [3:0]o_signal ;
traffic6_signal traffic6_signal(
    .i_clk (i_clk) ,
	.i_rst (i_rst) ,
	.car   (car),        //当有车来时绿灯亮，之后左拐灯亮，无车时间红灯亮
	
	.o_signal(o_signal)        //
    );
always #1 i_clk = ~i_clk;
initial begin
    i_clk = 0;
    i_rst = 1;
    #2
    i_rst = 0;
    car = 1;
    #121
    car = 0;
end
endmodule

4．结果分析 

o_signal为交通信号灯，0001时为红灯，0010时为黄灯，0100时为绿灯，1000时为左拐灯，复位之后，交通灯在空闲状态，当车辆到来时交通灯到下一状态绿灯，等待40s，到下一状态左拐灯，等待15s，到黄灯，然后等待5s转到空闲态，无车时，转到红灯，等待55s之后，到黄灯等待5s，回到空闲态继续判断。