红绿灯verilog代码

### 红绿灯控制系统Verilog实现

#### 功能描述
红绿灯控制系统接收时钟信号`clk`、复位信号`reset`以及行人按钮信号`ped_button`作为输入。输出包括两条道路上的交通指示灯状态（红色、黄色、绿色）和倒计时时长显示。

#### 设计思路
为了简化逻辑处理并提高可读性，这里采用有限状态机(FSM)来管理不同阶段之间的转换过程。考虑到实际应用场景中的安全性需求，在每次改变灯光颜色之前都会先亮起黄灯一段时间以提醒驾驶员减速停车[^1]。

#### Verilog代码实例
下面给出了一种基于上述原理构建的简单版本红绿灯控制器：

// 定义参数
parameter IDLE    = 3'b000;
parameter A_GREEN = 3'b001;
parameter A_YELLOW= 3'b010;
parameter B_GREEN = 3'b011;
parameter BOTH_RED= 3'b100;

module traffic_light_controller(
    input wire clk,
    input wire reset,
    input wire ped_button,

    output reg A_red,
    output reg A_yellow,
    output reg A_green,
    
    output reg B_red,
    output reg B_yellow,
    output reg B_green,
    
    output reg [7:0] countdown
);

reg [2:0] current_state, next_state;
integer counter;

always @(posedge clk or posedge reset)
begin
    if (reset)
        begin
            current_state <= IDLE;
            counter       <= 0;
        end
    else 
        begin
            current_state <= next_state;
            
            case(current_state)
                IDLE : ;
                
                A_GREEN :
                    if(counter >= 5*clk_freq)// 假设每秒周期数为clk_freq
                        next_state <= A_YELLOW;
                        
                A_YELLOW:
                    if(counter >= 2*clk_freq)
                        next_state <= BOTH_RED;
                    
                B_GREEN :
                    if(counter >= 5*clk_freq)
                        next_state <= B_YELLOW;
                        
                B_YELLOW:
                    if(counter >= 2*clk_freq)
                        next_state <= BOTH_RED;
                        
                default://BOTH_RED 或其他未定义情况
                    if(ped_button || counter>=3*clk_freq)
                        next_state<=A_GREEN;
            endcase
            
            // 更新计数值
            if(reset || (current_state != next_state))
                counter <= 0;
            else
                counter <= counter + 1;
        end
end

// 设置各路LED的状态
always @(*)
begin
    {A_red,A_yellow,A_green,B_red,B_yellow,B_green}={8{1'b0}};
    
    case(next_state)
        A_GREEN:{A_green}=1'b1;{B_red}=1'b1;
        
        A_YELLOW:{A_yellow}=1'b1;{B_red}=1'b1;
         
        B_GREEN:{B_green}=1'b1;{A_red}=1'b1;
          
        B_YELLOW:{B_yellow}=1'b1;{A_red}=1'b1;
           
        BOTH_RED:{A_red}=1'b1;{B_red}=1'b1;
              
        default:;
    endcase
    
    // 计算剩余时间用于数码管显示
    if((next_state==A_GREEN)||(next_state==B_GREEN))
        countdown=(counter%(5*clk_freq))/clk_freq;
    else if ((next_state==A_YELLOW)||(next_state==B_YELLOW))
        countdown=(counter%(2*clk_freq))/clk_freq;
    else
        countdown=counter/(3*clk_freq);
end

endmodule

此段程序实现了基本的功能框架，具体定时器设置需根据实际情况调整。此外，还应考虑加入更多异常处理机制以增强系统的鲁棒性和用户体验。