差别
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10._交通灯 [2019/12/24 09:56] anran [====硬件说明与实现项目框图====] |
10._交通灯 [2021/10/05 23:40] (当前版本) gongyu |
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行 1: | 行 1: | ||
- | =====简易交通灯===== | + | ## 简易交通灯 |
本节将向您介绍Verilog语法之中的精髓内容——状态机,并且将利用状态机实现十字路口的交通灯。 | 本节将向您介绍Verilog语法之中的精髓内容——状态机,并且将利用状态机实现十字路口的交通灯。 | ||
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- | ====硬件说明与实现项目框图==== | + | ### 1. 硬件说明与实现项目框图 |
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- | {{:jiaotongdeng.png?300 |}} | + | // |
+ | {{ ::jiaotongdeng.png?300 |}} | ||
+ | // | ||
上图为十字路口交通示意图分之路与主路,要求如下: | 上图为十字路口交通示意图分之路与主路,要求如下: | ||
- | * 交通灯主路上绿灯持续15s的时间,黄灯3s的时间,红灯10s的时间; | + | * 交通灯主路上绿灯持续15s的时间,黄灯3s的时间,红灯10s的时间; |
- | * 交通灯支路上绿灯持续7s的时间, 黄灯持续3秒的时间,红灯18秒的时间; | + | * 交通灯支路上绿灯持续7s的时间, 黄灯持续3秒的时间,红灯18秒的时间; |
- | {{:状态机框架.png?300 |}} | + | |
+ | // | ||
+ | {{ ::状态机框架.png?300 |}} | ||
+ | // | ||
根据上述要求,状态机设计框架分析如下: | 根据上述要求,状态机设计框架分析如下: | ||
- | * S1:主路绿灯点亮,支路红灯点亮,持续15s的时间; | + | * S1:主路绿灯点亮,支路红灯点亮,持续15s的时间; |
- | * S2:主路黄灯点亮,支路红灯点亮,持续3s的时间; | + | * S2:主路黄灯点亮,支路红灯点亮,持续3s的时间; |
- | * S3:主路红灯点亮,支路绿灯点亮,持续10s的时间; | + | * S3:主路红灯点亮,支路绿灯点亮,持续10s的时间; |
- | * S4:主路红灯点亮,支路黄灯点亮,持续3s的时间; | + | * S4:主路红灯点亮,支路黄灯点亮,持续3s的时间; |
+ | // | ||
+ | {{ ::状态示意图.png?500 |}} | ||
+ | // | ||
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+ | ### 2. Verilog代码 | ||
- | {{:状态示意图.png?500 |}} | ||
- | } | ||
- | ====Verilog代码==== | ||
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首先是时钟分频部分: | 首先是时钟分频部分: | ||
<code verilog> | <code verilog> | ||
行 57: | 行 63: | ||
//DEFINE PARAMETER | //DEFINE PARAMETER | ||
//******************* | //******************* | ||
- | parameter WIDTH = 3; | + | parameter WIDTH = 3; |
- | parameter N = 5; | + | parameter N = 5; |
//******************* | //******************* | ||
行 74: | 行 80: | ||
//******************** | //******************** | ||
//REGS | //REGS | ||
- | reg [WIDTH-1:0] cnt_p,cnt_n; | + | reg [WIDTH-1:0] cnt_p,cnt_n; |
- | reg clk_p,clk_n; | + | reg clk_p,clk_n; |
assign clkout = (N==1)?clk:(N[0])?(clk_p&clk_n):clk_p; | assign clkout = (N==1)?clk:(N[0])?(clk_p&clk_n):clk_p; | ||
行 157: | 行 163: | ||
parameter time_s1 = 4'd15, //计时参数 | parameter time_s1 = 4'd15, //计时参数 | ||
time_s2 = 4'd3, | time_s2 = 4'd3, | ||
- | time_s3 = 4'd10, | + | time_s3 = 4'd7, |
time_s4 = 4'd3; | time_s4 = 4'd3; | ||
//交通灯的控制 | //交通灯的控制 | ||
行 274: | 行 280: | ||
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- | ====引脚分配==== | + | |
- | ------- | + | ### 3. 引脚分配 |
小脚丫上正好有4路按键和4路开关,可以用来作为输入信号分别控制数码管的输出。按照下面表格定义输入输出信号 | 小脚丫上正好有4路按键和4路开关,可以用来作为输入信号分别控制数码管的输出。按照下面表格定义输入输出信号 | ||
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行 288: | 行 295: | ||
配置好以后编译下载程序。您也可以试试修改程序,观察修改代码对于FPGA内部电路所造成的影响。\\ | 配置好以后编译下载程序。您也可以试试修改程序,观察修改代码对于FPGA内部电路所造成的影响。\\ | ||
- | ====小结==== | + | ### 4. 小结 |
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状态机是一类很重要的时序逻辑电路,是许多数字系统的核心部件,掌握状态机的使用是利用FPGA与CPLD进行开发的一项必会技能,本小节的交通灯程序即是利用三段式状态机描述方法实现的,希望读者能够快速掌握这项技能。 | 状态机是一类很重要的时序逻辑电路,是许多数字系统的核心部件,掌握状态机的使用是利用FPGA与CPLD进行开发的一项必会技能,本小节的交通灯程序即是利用三段式状态机描述方法实现的,希望读者能够快速掌握这项技能。 | ||