FPGA_CPLD 实战：交通灯控制系统设计解析

本资源是关于FPGA_CPLD入门教程的第六章，重点讲解了如何设计一个交通灯控制电路的实例。这个实例利用发光二极管（LED）和时钟电路来模拟真实的交通灯系统，包括红绿黄三色灯的切换逻辑，并通过状态机实现周期性的灯序变化。 在交通灯控制系统中，电路主要由南北方向的主干道（L3~L1）和东西方向的次干道（L6~L4）的红绿黄灯组成。设计中，南北方向的绿灯时间为29秒，东西方向的绿灯时间为19秒。在每个方向的绿灯即将结束时，会有3秒的黄灯作为过渡，确保行人和车辆的安全。整个周期结束后，系统会回到初始状态，但实际启动时可以从任意状态开始。 代码部分展示了交通灯控制电路的Verilog实现。模块名为`traffic`，它有7个输出端口L（L3至L1对应南北方向，L6至L4对应东西方向），以及一个时钟输入CLK。在设计中使用了两个寄存器，`LSTATUS`用于存储当前灯的状态，`LTIME`则记录剩余时间。此外，还有`LREG`寄存器用于控制各个灯的亮灭。 时钟分频器由两段`always`块实现，首先将输入CLK频率降至1Hz，以便精确控制时间。在每次时钟上升沿（posedge CLK）时，状态机根据`LSTATUS`和`LTIME`的值进行状态转移和时间计数。例如，当`LSTATUS`为0（即初始状态）且`LTIME`达到0时，状态会切换到1，同时设置3秒的过渡时间，此时南北方向为红灯，东西方向为黄灯。 在状态机的其他部分，代码会检查当前状态和剩余时间，根据条件更新灯的状态和计时器。这种设计方法使得交通灯的逻辑可以通过软件配置，灵活适应不同的路口需求。 总结起来，这个FPGA_CPLD入门教程的第六章通过交通灯控制电路实例，介绍了如何使用硬件描述语言（Verilog）设计并实现一个基于状态机的定时控制器。读者可以从中学习到如何利用FPGA或CPLD进行数字逻辑设计，包括时序控制、状态机编程以及与实际应用相结合的工程实践。