VHDL有限状态机(单进程,双进程)交通灯示例

本文通过一个交通灯控制的实例,介绍了如何使用VHDL设计有限状态机。设计包括单进程和双进程两种结构,详细阐述了状态流程,并提供了相应的代码实现。交通灯遵循特定逻辑,如东西方向红灯,南北方向绿灯,行人按下按钮后相应改变灯色。设计用ModelSim软件进行仿真验证。

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Finite State Machine有限状态机

它的逻辑流程图是:

注意!“当前状态”和“下一状态”的位置,我们将在下文的交通灯示例中理解。

设计要求:

--我们要设计一个十字路口的交通灯,就两个按钮,东西方向一个(sensor2),南北方向一个(sensor)。流程就是,东西方向为红灯,南北在走人,
--这时候东西方向的人想过马路,按下sensor2,然后红变绿,东西走,南北停。然后南北的人想过马路,按下sensor,灯就由绿变黄再变红。
--整体上这个逻辑不是很严谨,放在这里只是举个例子。

下图为状态流程图:

我把注释写在代码中了,请参悟下文的代码。本实验用的是ModelSim软件,VHDL语言。他一般有两个文件,一个是硬件配置文件(df.vhd)用来写你设计的硬件的结构的。第二个是硬件测试文件(testbench,也就是tb.vhd),是用来设置仿真参数,用来仿真的。补充:因为本实验只用了状态机,所以就是一个硬件配置文件。但是,在往后的综合实验中,我们会用状态机与寄存器等其他硬件综合使用,所以要单独把状态机拿出来进行配置(df_state.vhd),这个就相当于库函数,然后在主函数(df.vhd)中再多写一行:

USE work.
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