数电课程设计——课设二:交通信号灯

该博客围绕交通灯控制电路设计实验展开,实验内容包括模拟十字路口交通灯工作,设定红、黄、绿灯亮灯时长,用数码管显示计时结果,掌握Verilog HDL状态机编程。介绍了编写代码等实验步骤,还提及实验结果及状态转换情况。

 一、实验内容

(1)十字路口有 x、y 方向两组交通信号灯,每组有红、黄、绿灯各一个;

(2)设计一个交通灯控制电路,模拟十字路口交通灯工作情况,红灯亮 35s,黄灯亮 5s,绿 灯亮 30s;

(3)设系统时钟频率为 50MHz,要求用数码管显示计时结果;

(4)掌握 Verilog HDL 的状态机编程,红、黄、绿灯点亮转换用如下的状态转换图实现。

二、实验步骤

(1)编写代码

编写的.v顶层文件和textbench文件,具体代码私聊获取。

三、实验结果

S1到S3的转换:

S3到S2的转换:

S2到S4的转换:

S4到S1的转换:

本文大部分内容都属于原创,如需转载,请附上本文网站,
如果需要相关的仿真图、程序代码等资料可以直接私信我,我会及时回复。

### 课程设计项目实例与资料 计是子工程领域的重要组成部分,涵盖从基础逻辑门到复杂时序路的计[^1]。以下是一些常见的课程设计项目实例和相关资料: #### 1. 计算器计 计算器是一个经典的计项目,通常包括加法器、减法器、乘法器等基本运算模块。学生可以通过组合逻辑路实现简单的四位或八位加减运算,并扩展到更复杂的乘除运算。以下是使用Verilog实现一个简单加法器的代码示例: ```verilog module adder_4bit( input [3:0] a, b, output reg [3:0] sum, output reg carry_out ); always @(*) begin {carry_out, sum} = a + b; end endmodule ``` #### 2. 交通灯控制器 交通灯控制器项目涉及状态机计,学生需要使用摩尔型或米利型状态机来实现红绿灯的切换逻辑。此项目可以帮助学生理解时序逻辑路的工作原理。 #### 3. 字钟字钟项目要求学生计一个能够显示小时、分钟和秒的路。这通常需要计器、分频器以及七段码管驱动路的结合。 #### 4. 微处理器部件计 微处理器部件计可以包括ALU(算术逻辑单元)、寄存器文件、控制单元等。学生可以通过这些子模块的学习,逐步构建一个简单的微处理器。 #### 5. VHDL/Verilog仿真工具 在进行计时,常用的硬件描述语言仿真工具有ModelSim、Xilinx Vivado、Quartus II等。这些工具不仅可以帮助验证计的正确性,还能生成可编程逻辑器件(如FPGA)的配置文件。 #### 6. Karnaugh地图应用 Karnaugh地图是一种简化布尔表达式的重要工具。学生可以通过手动绘制K图或使用软件工具来优化逻辑计,从而减少所需的逻辑门量。 ```python # 示例:Python实现简单的Karnaugh地图解析(仅作参考) def k_map(sop_expression): # 假输入是最小项的标准和之积形式 minterms = [int(term) for term in sop_expression.split('+')] # 简化逻辑(此处仅为示意) simplified_expression = "A'B + AB'" return simplified_expression print(k_map("A'B'C' + A'BC' + AB'C'")) ``` ###
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