采用Verilog设计简单的红绿灯。 绿灯20s；黄灯5s；红灯20s。 已知系统时钟clk＝1MHz 要求： （1）设计分频模块；计数器模块。 （2）顶层模块引用分频模块和计数模块。

在Verilog设计中创建一个简单的红绿灯控制器，我们可以采用状态机模型来实现。首先，我们需要几个主要部分：

1. **分频模块**（Divider Module）:
设计一个分频器用于将1MHz的时钟频率降低到我们需要的周期时间（例如25秒总周期= 20s绿灯+5s黄灯+20s红灯）。我们可以使用寄存器和减法器来实现这个功能，通过将时钟周期数除以需要的周期数。

module divide_module(
    input clk,
    input [7:0] desired_period, // 16位表示2^16个时钟周期
    output reg [15:0] current_counter
);
...
always @(posedge clk) begin
    if (current_counter == desired_period - 1) begin
        current_counter <= 0; // 当计数满后重置
    } else {
        current_counter <= current_counter + 1;
    }
end
...
endmodule

2. **计数器模块**（Counter Module）:
使用计数器模块来控制绿、黄、红灯的状态，通常使用三个独立的计数器分别对应绿灯、黄灯和红灯的时间。

module traffic_light_counter (
    input clk,
    input wire green_start, yellow_start, red_start,
    output reg green_light, yellow_light, red_light
);
...
always @(posedge clk) begin
    if (green_start) begin
        green_light <= 1'b1; // 绿灯亮起
        yellow_light <= 1'b0;
        red_light <= 1'b0;
        green_counter <= #20 0; // 开始绿灯阶段，延时20个时钟周期
    end else if (yellow_start) begin
        green_light <= 1'b0;
        yellow_light <= 1'b1; // 黄灯亮起
        red_light <= 1'b0;
        yellow_counter <= #5 0; // 延迟5个时钟周期
    end else if (red_start) begin
        green_light <= 1'b0;
        yellow_light <= 1'b0;
        red_light <= 1'b1; // 红灯亮起
        red_counter <= #20 0; // 延迟20个时钟周期
    end
end
...
endmodule

3. **顶层模块**（Top Module）:
引入分频模块和两个计数器模块，并根据绿黄红灯的切换逻辑启动它们。

module top_module (
    input clk,
    input green_start, yellow_start, red_start,
    output green_light, yellow_light, red_light
);
...
divide_module divider(clk, 4800, counter_period); // 分频25秒，假设每个颜色20s + 5s
traffic_light_counter green_counter(clk, divider.current_counter, green_light, yellow_light, red_light);
traffic_light_counter yellow_counter(clk, divider.current_counter, ..., yellow_light, ...); // 假设 Yellow Counter 也按类似逻辑设置
traffic_light_counter red_counter(clk, divider.current_counter, ..., red_light, ...);
...
endmodule