西电 数字电路与系统设计 EDA大作业Word下载.docx
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数码管扫描时钟产生模块（display_DIV）：
此模块用来对主频进行分频，使其产生数码管扫描所需的2.5ms时钟信号，此时钟信号为数码管扫描驱动模块（display）使用。
数码管扫描驱动模块（display）：
此模块用来驱动数码管进行扫描显示，要显示的数据经由此模块显示到四位数码管上。
十进制数字与数码管显示解码模块（dectohex）：
此模块是对要显示的数字进行解码，转换为数码管显示所需要的编码，此模块包含于数码管扫描驱动模块（display）。
交通灯控制模块（traffic）：
此模块为整个系统的核心模块，用来控制输入的交通灯时钟信号，产生交通灯的效果，对交通灯进行开关与复位。
3、流程图及流程图详细介绍：
系统流程图为：
描述过程：
当交通灯控制模块（traffic）启动时，首先判断使能端EN是否为1。
若为1则程序继续进行。
接下来分别判断中间变量tempa与tempb是否为0.若为tempa为0，判断counta的数值。
若counta为0，则此时A路绿灯亮，并且数码管开始倒数计时。
当计时结束时，再返回判断counta的数值对应相应的交通灯亮熄。
tempb的判断与tempa类似。
说明：
在流程图的任意一点，只要RESET复位被按下，直接从“开始”重新开始。
按键说明：
开关复位键（SW0）。
4、详细的程序清单及程序注释：
/******************************************
交通灯顶层模块（top_traffic）
将各个模块进行连接，并设置总系统的输入输出
*******************************************/
moduletop_traffic（mainclk,reset,display_led,
led_control_1,led_control_2,led_control_3,led_control_4,
traffic_control,LAMPA,LAMPB）;
//端口定义
inputmainclk,reset,traffic_control;
//输入主时钟、复位信号与交通灯控制信号
output[6:
0]display_led;
//输出数码管段选控制端
outputled_control_1,led_control_2,led_control_3,led_control_4;
//数码管位选控制端
output[2:
0]LAMPA,LAMPB;
wire[6:
wireled_control_1,led_control_2,led_control_3,led_control_4,drop;
wireclock_1s,display_div;
//分频时钟接线：
交通灯计数时钟与数码管扫描时钟接线
wire[7:
0]number1,number2;
//待显示数字接线
//1s时钟
clock_1su2（.clock_1s_clk（mainclk）,.reset（reset）,.clock_1s（clock_1s））;
//显示分频
display_DIVu4（.display_DIV_clk（mainclk）,.reset（reset）,.display_div（display_div））;
//数字显示
displayu5（.display_clk（display_div）,.reset（reset）,
.led1（led_control_1）,.led2（led_control_2）,.led3（led_control_3）,.led4（led_control_4）,
.number1（number1）,.number2（number2）,.led_display_port（display_led））;
//交通灯
trafficu1（.traffic_clk（clock_1s）,.en（traffic_control）,.LAMPA（LAMPA）,.LAMPB（LAMPB）,.numa（number1）,.numb（number2））;
endmodule
1s计时时钟产生模块（clock_1s）
输入：
50MHz的主时钟（clock_1s_clk）
输出：
分频后信号5ms（clock_1s）
转换公式：
1/mainclk*clock_1s_value*2
moduleclock_1s
（
clock_1s_clk,reset,clock_1s
）;
parameterclock_1s_value=25000*1000;
//更改此处的值改变分频时间
//端口定义
inputclock_1s_clk,reset;
//输入此模块的时钟,与复位信号
outputclock_1s;
//输出此模块的时钟
reg[25:
0]clock_1s_counter;
//分频计数器
regclock_1s;
//计数分频
//模50000*1000/2计数器，即0.5s分频
always@（posedgeclock_1s_clkorposedgereset）
begin
if（reset）
begin
clock_1s_counter<
=26'
b0;
end
else
if（clock_1s_counter==clock_1s_value-1'
b1）
clock_1s_counter<
d0;
else
=clock_1s_counter+1'
b1;
end
//二分频，即1s分频
if（reset）
clock_1s<
=1'
else
clock_1s<
=~clock_1s;
数码管扫描时钟产生模块（display_DIV）
50MHz的主时钟（display_DIV_clk）
分频后LED扫描信号2.5ms（display_div）
1/mainclk*display_div_value*2
moduledisplay_DIV
display_DIV_clk,reset,display_div
parameterdisplay_div_value=1250*5;
inputdisplay_DIV_clk,reset;
outputdisplay_div;
reg[19:
0]display_div_counter=20'
regdisplay_div=1'
//计数分频
//模1250*5/2计数器，即1.25ms分频
always@（posedgedisplay_DIV_clk）
if（display_div_counter==display_div_value-1'
display_div_counter<
=20'
else
=display_div_counter+1'
//二分频，即2.5ms分频
display_div<
=~display_div;
数码管扫描驱动模块（display）
LED扫描信号（display_DIV）
LED位选信号（led1,led2,led3,led4）
待显示数字（number1,number2）
控制LED段选信号（led_display_port）
moduledisplay
display_clk,reset,led1,led2,led3,led4,number1,number2,led_display_port
//端口定义
inputdisplay_clk,reset;
//显示输入时钟,与复位信号
outputled1,led2,led3,led4;
inputnumber1,number2;
//输入待显示的数字
outputled_display_port;
0]led_display_port_temp;
//连接此模块与dectohex模块的接线，将的dectohex模块的段选与此模块的段选输出连接
regled1,led2,led3,led4;
reg[6:
0]led_display_port;
reg[1:
0]display_counter=2'
//显示循环计数寄存器,加入初始值主要是为仿真时用
reg[3:
0]number_temp=4'
//待显示数字中间变量,加入初始值主要是为仿真时用
//扫描显示
//进行扫描循环计数
always@（posedgedisplay_clk）
display_counter<
=display_counter+1'
end
//进行扫描循环显示
always@（display_counter）
if（display_counter==2'
b00）
begin
led1<
led2<
led3<
led4<
number_temp<
=number1[7:
4];
end
elseif（display_counter==2'
b01）
=number1[3:
0];
b10）
=number2[7:
b11）
=number2[3:
end
//模块连接，进行十进制到数码管的转换解码
dectohexu3（.number（number_temp）,.light（led_display_port_temp））;
//数码管段选赋值接线
led_display_port<
=led_display_port_temp;
十进制数字与数码管显示解码模块（dectohex）
十进制数字（number），范围0~15
二进制数字（light），要对应数码管
moduledectohex（number,light）;
input[3:
0]number;
0]light;
//进行数值转换
always@（*）
case（number）
4'
d0:
light=7'
b0000001;
//0
d1:
b1001111;
//1
d2:
b0010010;
//2
d3:
b0000110;
//3
d4:
b1001100;
//4
d5:
b0100100;
//5
d6:
b0100000;
//6
d7:
b0001111;
//7
d8:
b0000000;
//8
d9:
b0000100;
//9
d10:
b0001000;
//A
d11:
b1100000;
//B
d12:
b0110001;
//C
d13:
b1000010;
//D
d14:
b0110000;
//E
d15:
b0111000;
//F
endcase
交通灯控制模块（traffic）
traffic_clk：
为1s同步时钟；
en：
使能信号，为1的话，则控制器开始工作；
LAMPA：
控制A方向3盏灯的亮灭；
其中，LAMPA0~LAMPA2，分别控制A方向的
绿灯、黄灯和红灯；
LAMPB：
控制B方向3盏灯的亮灭；
其中，LAMPB0~LAMPB2，分别控制B方向的
numa：
用于A方向灯的时间显示，8位；
numb：
用于B方向灯的时间显示，8位。
moduletraffic（traffic_clk,en,LAMPA,LAMPB,numa,numb）;
inputtraffic_clk,en;
//输入此模块的时钟与交通灯控制信号控制信号
//输出交通灯红绿黄灯亮灯的控制端
output[7:
0]numa,numb;
//输出数码管显示数值
reg[7:
0]numa=8'
b0,numb=8'
regtempa=1'
b0,tempb=1'
0]counta=2'
b0,countb=2'
0]agreen,ayellow,ared;
0]bgreen,byellow,bred;
reg[2:
0]LAMPA=3'
b0,LAMPB=3'
//设置各交通灯的持续时间初始化值
always@（en）
if（!
en）//使能信号en无效时，对交通灯的计数值进行初始化
ared<
=8'
b00110000;
//左红灯亮灯30s
ayellow<
b00000101;
//左黄灯亮灯5s
agreen<
b00100101;
//左绿灯亮灯25s
bred<
//右红灯亮灯30s
byellow<
//右黄灯亮灯5s
bgreen<
//左绿灯亮绿灯25s
//控制a方向3种灯的模块
always@（posedgetraffic_clk）
if（en）//使能信号en有效时，交通灯开始工作
tempa）
tempa<
case（counta）//使能信号en有效时，交通灯开始工作
0:
begin//状态0
numa<
=agreen;
//直行绿灯亮
LAMPA<
=3'
b001;
//输出001
counta<
d1;
//进入下一个状态
end
1:
begin//状态1
numa<
=ayellow;
//黄灯亮
b010;
//输出010
d2;
2:
begin//状态2
=ared;
//红灯亮
b100;
//输出100
//进入下一个状态（状态0）
default:
//默认状态
LAMPA<
//红灯亮，输出100
end
else
begin//每一个状态的倒计时
if（numa>
1）//判断倒计时未归零时分别对高低位进行递减
if（numa[3:
0]==4'
d0）begin
numa[3:
0]<
=4'
d9;
numa[7:
4]<
=numa[7:
4]-1'
elsenuma[3:
=numa[3:
0]-1'
if（numa==2）tempa<
//倒计时结束，返回灯状态变化判断，将进入下一个状态
LAMPA<
//使能端无效时，红灯亮
counta<
=2'
//返回方向A的状态0（绿灯状态）
tempa<
//进入状态变化判断
numa<
=0;
//数码管进行清零
if（en）
tempb）
tempb<
=1;
case（countb）
begin
numb<
=bred;
LAMPB<
countb<
=bgreen;
=byellow;
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