设计“十字路口交通灯管理系统”

Posted 2020-09-14 枝桠

设计“十字路口交通灯管理系统”

项目：一条主干道，一条乡间公路。组成十字路口，要求优先保证主干道通行。

 

设计要求：

（1）     有MR（主红）、MY（主黄）、MG（主绿）、CR(乡红)、CY（乡黄）、CG（乡绿）六盏交通灯需要控制；

（2）     交通灯由绿→红有4秒黄灯亮的间隔时间，由红→绿没有间隔时间；

（3）     系统有MRCY、MRCG、MYCR、MGCR四个状态；

（4）     乡间公路右侧各埋有一个传感器，当有车辆通过乡间公路时，发出请求信号S=1，其余时间S=0；

（5）     平时系统停留在MGCR（主干道通行）状态，一旦S信号有效，经MYCR（黄灯状态）转入MRCG（乡间公路通行）状态，但要保证MGCR的状态不得短于一分钟（一分钟以后随时待命接收S信号）；

（6）     一旦S信号无效，系统脱离MRCG状态。随即经MRCY（黄灯状态）进入MGCR状态，即使S信号一直有效，MRCG状态也不得长于20秒钟。

 

分析：

l  系统设置一个两位BCD码倒计时计数器（计数脉冲1HZ），用于记录各状态持续时间；

l  因为各状态持续时间不一致，所以上述计数器应置入不同的预置数；

l  倒计时计数值输出至二个数码管显示；

l  程序共设置4个过程P1、P2、P3、P4：

① 过程P1、P2和P3构成两个带有预置数功能的十进制计数器，其中P1和P3分别为个位和十位计数器，P2产生个位向十位的进位信号；

② 过程P4是状态寄存器，控制状态的转换，并输出6盏交通灯的控制信号。

 

用Rerilog语言编写程序实现“十字路口交通灯管理系统”的原理框图如下：

 

输出SC = MR MY MG CR CY CG  初值SC=001100

状态State:  mgcr → mycr → mrcg → mrcy

 

过程P4流程图：

                   

我的解答v1版本:

 1 //module midtest(ge_wei, shi_wei, clk, en, s);
 2 module midtest(ge_wei, shi_wei, current_state, clk, en, s);
 3     output reg [7:0] ge_wei, shi_wei;
 4 //    output [7:0] timer;
 5     output [7:0] current_state;
 6     input clk,s,en;
 7 //    parameter mgcr=6\'b001100, mycr=6\'b010100,
 8 //            mrcg=6\'b100001, mrcy=6\'b100010;
 9     parameter mgcr=6\'b000000, mycr=6\'b000001,
10             mrcg=6\'b000010, mrcy=6\'b000011;
11     reg [7:0] timer;
12     reg [7:0] current_state;
13     initial begin
14         timer = 0;
15         ge_wei = 0; shi_wei = 0;
16         current_state <= mgcr;
17     end
18 
19     always @(negedge clk) begin
20         if(en) begin
21             case(current_state)
22             mgcr: begin
23                 timer = timer + 1;
24                 if(s) begin
25                     if(timer >= 60) begin
26                         timer = 0;
27                         current_state <= mycr;
28                     end
29                 end
30             end
31             mycr: begin
32                 timer = timer + 1;
33                 if(timer >= 4) begin
34                     timer = 0;
35                     current_state <= mrcg;
36                 end
37             end
38             mrcg: begin
39                 timer = timer + 1;
40                 //if(timer >= 20 || !s) begin
41                 if(timer >= 20) begin
42                     timer = 0;
43                     current_state = mrcy;
44                 end
45             end
46             mrcy: begin
47                 timer = timer + 1;
48                 if(timer >= 4) begin
49                     timer = 0;
50                     current_state <= mgcr;
51                 end
52             end
53         endcase
54             ge_wei = timer%10;
55             shi_wei =timer/10;
56         end
57     end
58     
59 
60 endmodule

 

19:48:19|| v2 版本

 1 //module midtest(ge_wei, shi_wei, clk, en, s);
 2 module midtest(ge_wei, shi_wei, current_state, clk, en, s);
 3     output reg [7:0] ge_wei, shi_wei;
 4 //    output [7:0] timer;
 5     output [7:0] current_state;
 6     input clk,s,en;
 7 //    parameter mgcr=6\'b001100, mycr=6\'b010100,
 8 //            mrcg=6\'b100001, mrcy=6\'b100010;
 9     parameter mgcr=6\'b000000, mycr=6\'b000001,
10             mrcg=6\'b000010, mrcy=6\'b000011;
11     reg [7:0] timer;
12     reg [7:0] current_state;
13     initial begin
14         timer = 0;
15         ge_wei = 0; shi_wei = 0;
16         current_state <= mgcr;
17     end
18 
19     always @(negedge clk) begin
20         if(en) begin
21             case(current_state)
22             mgcr: begin
23                 timer = timer + 1;
24                 if(s) begin
25                     if(timer >= 60) begin
26                         timer = 0;
27                         current_state <= mycr;
28                     end
29                 end
30             end
31             mycr: begin
32                 timer = timer + 1;
33                 if(timer >= 4) begin
34                     timer = 0;
35                     current_state <= mrcg;
36                 end
37             end
38             mrcg: begin
39                 timer = timer + 1;
40                 //if(timer >= 20 || !s) begin
41                 if(timer >= 20) begin
42                     timer = 0;
43                     current_state = mrcy;
44                 end
45             end
46             mrcy: begin
47                 timer = timer + 1;
48                 if(timer >= 4) begin
49                     timer = 0;
50                     current_state <= mgcr;
51                 end
52             end
53         endcase
54             ge_wei = timer%10;
55             shi_wei =timer/10;
56         end
57     end
58     
59 
60 endmodule