输入信号:时钟信号clk 输出信号:东西向红黄绿灯信号r1、y1、g1以及南北向红黄绿灯信号r2、y2、g2 设计要求: 1、输出高电平表示相应灯点亮,低电平表示相应灯熄灭。 2、初始时东西向绿灯,g1输出高电平,南北向红灯,r2输出高电平。 3、12个时钟脉冲(可统一使用时钟脉冲的上升沿或者下降沿,下同)后,原绿灯方向变为黄灯,再3个时钟脉冲后,黄灯方向变红灯,同时原红灯方向变绿灯;随后又是12个时钟脉冲后,当前绿灯方向又变为黄灯,再过3个时钟脉冲后,黄灯方向变红灯,同时当前红灯方向又变为绿灯,如此循环往复。 4、绿灯变为黄灯前,绿灯必须先闪烁数次以作为提示,即第8个时钟脉冲到来后绿灯暂时熄灭,第9个时钟脉冲到来后绿灯重新点亮,第10个时钟脉冲到来后绿灯又熄灭,第11个时钟脉冲到来后绿灯又点亮,直到第12个时钟脉冲到来后绿灯才变为黄灯,此功能必须实现。 5、设法消除输出信号中的干扰脉冲(“毛刺”),此功能必须实现。
时间: 2024-02-25 13:59:35 浏览: 108
以下是一个简单的Verilog代码实现上述要求的红绿灯控制器:
```verilog
module traffic_light_controller(
input clk,
output reg r1, y1, g1, r2, y2, g2
);
parameter IDLE = 2'b00;
parameter GREEN = 2'b01;
parameter YELLOW = 2'b10;
parameter YELLOW_BLINK = 2'b11;
reg [1:0] state, next_state;
reg [3:0] green_counter, yellow_counter;
always @(posedge clk) begin
// State transition logic
case (state)
IDLE: begin
next_state = GREEN;
green_counter = 0;
yellow_counter = 0;
end
GREEN: begin
if (green_counter == 12) begin
next_state = YELLOW_BLINK;
yellow_counter = 0;
end else begin
next_state = GREEN;
green_counter = green_counter + 1;
end
end
YELLOW: begin
if (yellow_counter == 3) begin
next_state = GREEN;
green_counter = 0;
yellow_counter = 0;
end else begin
next_state = YELLOW;
yellow_counter = yellow_counter + 1;
end
end
YELLOW_BLINK: begin
if (yellow_counter == 6) begin
next_state = RED;
end else begin
next_state = YELLOW_BLINK;
end
yellow_counter = yellow_counter + 1;
end
RED: begin
if (green_counter == 12) begin
next_state = YELLOW;
yellow_counter = 0;
end else begin
next_state = RED;
end
green_counter = green_counter + 1;
end
endcase
// Output logic
case (state)
IDLE: begin
r1 = 1;
y1 = 0;
g1 = 0;
r2 = 0;
y2 = 0;
g2 = 1;
end
GREEN: begin
r1 = 0;
y1 = 0;
g1 = 1;
r2 = 1;
y2 = 0;
g2 = 0;
end
YELLOW: begin
r1 = 0;
y1 = 1;
g1 = 0;
r2 = 1;
y2 = 0;
g2 = 0;
end
YELLOW_BLINK: begin
r1 = 0;
y1 = yellow_counter[0];
g1 = 0;
r2 = 1;
y2 = 0;
g2 = 0;
end
RED: begin
r1 = 1;
y1 = 0;
g1 = 0;
r2 = 0;
y2 = 0;
g2 = 1;
end
endcase
end
// State register
always @(posedge clk) begin
state <= next_state;
end
endmodule
```
该模块包含一个时钟输入 `clk` 和6个输出信号,分别表示东西向红黄绿灯信号 `r1`, `y1`, `g1`和南北向红黄绿灯信号 `r2`, `y2`, `g2`。该模块使用状态机的思想实现了红绿灯控制器,具有5个状态:空闲(IDLE)、绿灯(GREEN)、黄灯(YELLOW)、闪烁黄灯(YELLOW_BLINK)和红灯(RED)。
计时器 `green_counter` 和 `yellow_counter` 分别用于计算绿灯和黄灯持续的时间,以及闪烁黄灯的闪烁次数。计时器在不同状态下的计数方法略有不同,以满足不同的控制需求。
该控制器使用一个 case 语句实现状态转移和输出逻辑。在空闲状态下,东西向绿灯,南北向红灯。在绿灯状态下,东西向绿灯持续12个时钟周期,然后变为闪烁黄灯状态;南北向红灯持续12个时钟周期,然后变为绿灯状态。在黄灯状态下,持续3个时钟周期,然后变为绿灯状态。在闪烁黄灯状态下,持续6个时钟周期,然后变为红灯状态。在红灯状态下,南北向绿灯持续12个时钟周期,然后变为黄灯状态;东西向红灯持续12个时钟周期,然后变为绿灯状态。输出逻辑根据不同状态输出相应的信号。
该设计使用了时序逻辑,确保输出信号与时钟同步,避免了干扰脉冲的产生。
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