VHDL红绿灯控制系统

下面是一个简单的VHDL红绿灯控制系统的示例：

-- 定义输入输出端口
entity traffic_light is
    port(
        clk: in std_logic; -- 时钟信号
        reset: in std_logic; -- 复位信号
        green_led: out std_logic; -- 绿色LED输出
        yellow_led: out std_logic; -- 黄色LED输出
        red_led: out std_logic -- 红色LED输出
    );
end traffic_light;

architecture behavior of traffic_light is
    -- 定义状态机枚举类型
    type state_type is (green, yellow, red);
    -- 定义状态寄存器
    signal state_reg: state_type;
    -- 定义计数器
    signal count: integer range 0 to 100000000;
begin
    -- 状态机
    process(clk, reset)
    begin
        -- 复位
        if reset = '1' then
            state_reg <= green;
            count <= 0;
        -- 时钟上升沿
        elsif rising_edge(clk) then
            -- 状态转移
            case state_reg is
                when green =>
                    if count < 50000000 then
                        count <= count + 1;
                    else
                        state_reg <= yellow;
                        count <= 0;
                    end if;
                when yellow =>
                    if count < 10000000 then
                        count <= count + 1;
                    else
                        state_reg <= red;
                        count <= 0;
                    end if;
                when red =>
                    if count < 50000000 then
                        count <= count + 1;
                    else
                        state_reg <= green;
                        count <= 0;
                    end if;
            end case;
        end if;
    end process;

    -- 输出控制
    green_led <= '1' when state_reg = green else '0';
    yellow_led <= '1' when state_reg = yellow else '0';
    red_led <= '1' when state_reg = red else '0';
end behavior;

该示例使用一个状态机实现了一个基本的红绿灯控制系统。在 `green` 状态下，系统输出绿色LED，计数器从0开始计数，当计数器达到50,000,000时，状态转移到 `yellow` 状态；在 `yellow` 状态下，系统输出黄色LED，计数器从0开始计数，当计数器达到10,000,000时，状态转移到 `red` 状态；在 `red` 状态下，系统输出红色LED，计数器从0开始计数，当计数器达到50,000,000时，状态转移回 `green` 状态，循环执行。