Verilog HDL设计实现交通信号控制器与状态转换

交通信号控制器是一套基于Verilog HDL程序语言设计的系统，主要用于模拟和控制交通信号灯的工作流程，确保道路交通的安全与顺畅。本项目的目标是构建一个能够实现南北方向和东西方向红绿黄灯切换的交通信号控制系统，其中南北方向为主路，享有较高的优先级。 实验任务包括以下几个关键要素： 1. **LED模拟**：使用LED来表示四个方向的交通信号，即南北两路各有3个LED，分别代表红、绿、黄三种颜色。南北方向绿灯通行时间为90秒，东西方向则为60秒，且绿灯会有闪烁效果。 2. **按键控制**：引入一个按键作为行人请求信号，当行人按键时，绿灯的通行时间会减少15秒，体现人性化设计。 3. **状态机设计**：采用状态机原理设计信号控制逻辑，共定义了三个主要状态，通过真值表和状态转化图展示灯序的变化。例如，状态00表示主干道绿灯亮，支干道红灯亮，状态11则反之，状态10和01则是黄灯亮起。 4. **Verilog HDL编程**：设计者使用Verilog HDL编写程序，定义了关键输入和输出变量，如时钟(clk)、使能信号(en)、复位信号(rst)、行人请求信号(hold)以及控制南北、支干道红绿黄灯的输出变量light1和light2，同时还有时间显示(num1和num2)用于指示剩余的绿灯时间。 3.1 实验程序模块`traffic`的结构： - 输入参数包括en、clk、rst、hold等，分别对应控制器的使能、时钟、复位和行人请求信号。 - 输出参数包括num1和num2，用于显示南北和支干道的绿灯剩余时间，以及light1和light2，控制红绿黄灯的亮灭状态。 完成这个项目后，学生将能够深入理解Verilog HDL编程在实际交通信号控制系统中的应用，同时也掌握了状态机理论在实时控制中的实施技巧。通过模拟实验，可以验证信号转换的正确性和响应行人请求的功能性，从而提高交通信号系统的可靠性和用户体验。