在某交叉路口的南北和东西方向各设置有一组含有红灯、黄灯和绿灯的交通灯系统。其中 红灯为停车信号,持续时间 4 秒,绿灯亮是通车信号,持续时间 3 秒,黄灯亮是停车与通行的 过渡信号,持续时间 1 秒。根据交通规则,上述信号灯应按下图流程循环。试用 Verilog 语言 设计。流程循环图为:南北方向红灯亮及 东西方向绿灯亮(3秒) 南北方向红灯亮及 东西方向黄灯亮(1秒) 南北方向绿灯亮及 东西方向红灯亮(3秒) 南北方向黄灯亮及 东西方向红灯亮(1秒)
时间: 2023-10-29 12:04:18 浏览: 72
好的,根据题目要求,我们需要设计一个交通灯系统,按照给出的流程循环图进行控制。下面是一个可能的 Verilog 代码实现:
```
module traffic_light(
input clk, // 时钟信号
output reg north_south_red, // 南北方向红灯信号
output reg north_south_yellow, // 南北方向黄灯信号
output reg north_south_green, // 南北方向绿灯信号
output reg east_west_red, // 东西方向红灯信号
output reg east_west_yellow, // 东西方向黄灯信号
output reg east_west_green // 东西方向绿灯信号
);
// 定义状态机枚举类型
typedef enum logic [1:0] {NS_RED, NS_YELLOW, EW_RED, EW_YELLOW, NS_GREEN, EW_GREEN} state_t;
// 定义状态机变量
state_t state = NS_RED;
// 定义状态机计数器
reg [1:0] counter = 0;
// 定义状态机时间参数
parameter red_time = 4;
parameter yellow_time = 1;
parameter green_time = 3;
// 状态机逻辑
always @(posedge clk) begin
// 计数器加 1
counter <= counter + 1;
// 根据当前状态和计数器值进行状态转换和信号控制
case (state)
NS_RED: begin
north_south_red <= 1;
north_south_yellow <= 0;
north_south_green <= 0;
east_west_red <= 0;
east_west_yellow <= 0;
east_west_green <= 1;
if (counter == green_time * 2) begin
state <= NS_YELLOW;
counter <= 0;
end
end
NS_YELLOW: begin
north_south_red <= 1;
north_south_yellow <= 1;
north_south_green <= 0;
east_west_red <= 0;
east_west_yellow <= 0;
east_west_green <= 1;
if (counter == yellow_time * 2) begin
state <= EW_RED;
counter <= 0;
end
end
EW_RED: begin
north_south_red <= 0;
north_south_yellow <= 0;
north_south_green <= 1;
east_west_red <= 1;
east_west_yellow <= 0;
east_west_green <= 0;
if (counter == green_time * 2) begin
state <= EW_YELLOW;
counter <= 0;
end
end
EW_YELLOW: begin
north_south_red <= 0;
north_south_yellow <= 0;
north_south_green <= 1;
east_west_red <= 1;
east_west_yellow <= 1;
east_west_green <= 0;
if (counter == yellow_time * 2) begin
state <= NS_GREEN;
counter <= 0;
end
end
NS_GREEN: begin
north_south_red <= 0;
north_south_yellow <= 0;
north_south_green <= 1;
east_west_red <= 0;
east_west_yellow <= 0;
east_west_green <= 1;
if (counter == green_time * 2) begin
state <= EW_RED;
counter <= 0;
end
end
EW_GREEN: begin
north_south_red <= 0;
north_south_yellow <= 0;
north_south_green <= 1;
east_west_red <= 1;
east_west_yellow <= 0;
east_west_green <= 0;
if (counter == green_time * 2) begin
state <= NS_YELLOW;
counter <= 0;
end
end
endcase
end
endmodule
```
在上述代码中,我们使用了一个状态机来控制交通灯的状态和信号输出。其中,状态机变量 `state` 可以取 `NS_RED`、`NS_YELLOW`、`EW_RED`、`EW_YELLOW`、`NS_GREEN` 或 `EW_GREEN` 六种状态,分别对应着南北方向红灯、南北方向黄灯、东西方向红灯、东西方向黄灯、南北方向绿灯和东西方向绿灯。状态机计数器 `counter` 则用于计时。根据当前状态和计数器的值,我们可以进行状态转换和信号控制,从而实现交通灯系统的流程循环。
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