EDA技术实验

实验四简易交通灯控制器设计。

一、实验目的。

了解状态机的典型结构及编写方法。二、实验要求。

使用状态机设计一个交通灯控制器，该控制器用于控制十字路口的信号灯和倒计时显示器。在东西和南北两个方向上均有一组红、黄、绿灯和倒计时显示器，假设各灯交替点亮的时间为：红灯45秒，绿灯40秒，黄灯5秒，同时用数码管指示当前状态的剩余时间。

另外设置一个禁止通行控制输入信号端，当该信号为低电平时，两个方向都禁止通行，红灯点亮，计时器不显示时间。完成设计输入、编译、**、硬件测试等过程。三、实验原理与方案。

根据实验要求，两个方向灯的点亮状态共有红绿、红黄、绿红、黄红四种组合，如下表：

状态s1s2s3s4s0

东西方向红黄绿100100001010100

南北方向绿黄红100010001001001

点亮时间（秒）405405

从表中可以看出，交通灯的有效状态共有4种，某一状态的定时时间到，则转向下一个状态。在采用状态机设计时可以考虑定义一个状态设置，取值范围为s1、s2、s3、s4，另外对应禁止通行的特殊状态还可以设置一个状态s0。为了实现各状态的定时，设置两个计数器ew、sn，分别用于对东西、南北方向的各状态定时。

四、实验内容、步骤与结果1、项目设计：

1）启动quartusii，完成项目设置，顶层文件名jtd2）打开vhdl编辑器将输入程序**，保存。

2、项目编译：

1）将设计文件设置为顶层文件2）编译3、功能**：1）建立波形文件2）参数设置。

3）先再次编译，生成功能**的网表。

4）点击波形**快捷键进行**，**结果如下：

4、加入数码管显示文件设计：

1）利用为当前文件生成一个symbol；

2）调入将bcd码转换成七段码的译码电路，也生成symbol；3）新建原理图输入方式的设计文件。

4）调入一个jtd和四个译码电路块，以及若干输入、输出端口，完成连线5）编译，并完成**。

五、实验结果分析。

典型的状态机结构包括说明部分，主控时序进程、主控组合进程。说明部分中使用type语句将状态变量定义为新的数据类型，主控时序进程在时钟脉冲的驱动下实现状态转换，主控组合进程控制下一状态的走向和电路的输出。

在锁定引脚之后，从芯片引出到led显示的引线线序要正确，否则，即使编程、时序**正确，也得不到正确的结果。交通灯的有效状态共有4种，某一状态的定时时间到，则转向下一个状态。