交通灯控制vivado

### 使用Vivado实现交通灯控制系统的教程

#### 设计概述
交通灯控制系统是一个典型的有限状态机(FSM)应用案例。通过定义不同状态下红绿黄灯的变化规律，可以有效管理路口车辆通行秩序。

#### 工具准备
安装并配置好Xilinx Vivado集成开发环境，确保能够创建新工程以及仿真测试功能正常运行。

#### 创建工程项目
启动Vivado后新建RTL Project，在Project Settings中指定目标器件型号，并勾选Do not specify sources at this time选项以便后续逐步添加源文件。

#### 编写Verilog代码
编写用于描述交通灯行为的状态机程序如下所示：

module traffic_light(
    input wire clk,      // 时钟信号
    output reg red,
    output reg yellow,
    output reg green     // 输出端口连接至实际硬件中的LED指示灯
);

// 定义状态枚举类型
typedef enum logic [1:0] {
    RED = 2'b00,
    GREEN = 2'b01,
    YELLOW = 2'b10
} state_t;

state_t current_state;   // 当前状态变量声明

always @(posedge clk) begin : proc_current_state
    case (current_state)
        RED: begin
            red <= 1;
            yellow <= 0;
            green <= 0;
            // 设置定时器切换到下一个状态...
        end
        
        GREEN: begin
            red <= 0;
            yellow <= 0;
            green <= 1;
            // 类似地处理其他两种颜色间的转换逻辑...
        end
        
        YELLOW: begin
            red <= 0;
            yellow <= 1;
            green <= 0;
            // ...
        end
    endcase
end

initial begin
    current_state = RED; // 初始化默认进入红色等待阶段
end

endmodule

此段代码实现了基本的三态循环机制[^4]，其中包含了三个主要的工作状态：`RED`, `GREEN`, 和 `YELLOW`. 每个周期内仅有一个输出被激活而其余保持关闭状态.

#### 添加约束条件
为了使设计能够在FPGA上正确映射物理资源，需提供相应的UCF/XDC文件来指明管脚分配及其他必要的电气特性参数设定。

#### 合成与综合分析
利用Vivado内置工具链完成从HDL描述向网表转化的过程，期间会对整个电路结构进行优化调整以满足性能指标要求。

#### 功能验证
构建Testbench模块模拟输入激励序列并对预期响应结果加以检验；也可以借助第三方ModelSim等软件平台开展更深入的行为级仿真实验。

#### 物理实现
最后一步则是将经过充分调试后的比特流下载烧录进选定的目标芯片当中去，进而观察实物表现效果是否符合预期设想。