基于状态机实现十字路口交通信号灯系统VHDL。 功能如下: 1.只考虑南北与西东两个方向，四个方向分别由红绿黄三色LED灯组成; 2.要求红灯亮30秒，绿灯亮30秒,黄灯亮3秒; 3.时间用2个七段式

基于状态机设计一个简单的十字路口交通信号灯系统，我们可以使用VHDL（Verilog Hardware Description Language），这是一种专门用于描述数字电路行为的硬件描述语言。以下是一个基本步骤的概述：

1. **定义状态机**:
- 创建四个状态代表南北、东西四个方向，如`STATE_North`, `STATE_East`, `STATE_South`, 和 `STATE_West`.
- 再添加额外的状态`STATE_Red`, `STATE_Green`, 和 `STATE_Yellow` 分别对应红绿黄灯。

2. **定时器**:
- 使用计数器结构来模拟30秒和3秒的时序。可以使用二进制计数器（比如74HC595）或软件计数器。

3. **状态转移**:
- 状态转移规则如下：
- 当红灯结束时，转到下一个颜色（绿灯或黄灯）。
- 绿灯结束后转到黄灯，然后是红灯周期开始。
- 黄灯持续3秒后回到红灯。

4. **LED控制**:
- 对每个方向，通过状态机控制相应的RGB LED矩阵。例如，当处于`STATE_Green`时，点亮对应方向的绿色LED。

5. **七段显示计数器**:
- 使用两个七段数码管分别显示当前的剩余时间和倒计时状态（红绿灯各一个）。

6. **VHDL编写**:
- 将上述逻辑编写成VHDL模块，包括输入、输出端口声明以及状态机的定义、时序逻辑等部分。

entity TrafficLight is
    Port ( 
        clk : in std_logic;
        direction : in std_logic_vector(1 downto 0);
        led_out : out std_logic_vector(2 downto 0); -- RGB outputs
        display_out : out std_logic_vector(7 downto 0) -- for seven-segment displays
    );
end TrafficLight;

architecture Behavioral of TrafficLight is
    -- ... include state machine, timers, and logic here ...
begin
    -- ... write the VHDL code to implement the described functionality ...
end Behavioral;