数字电路与逻辑设计实验 题目:交通灯控制器 数字电路与逻辑设计实验报告 一．设计课题的任务要求 设计制作一个用于十字路口的交通灯控制器 (1)南北和东西方向各有一组绿、黄、红灯用于指挥交通，绿灯、黄灯和红灯的持续时间分别为 20 秒、5 秒和25秒； (2)当有特殊情况（如消防车、救护车等）时，两个方向均为红灯亮，计时停止，当特殊情况结束后，控制器恢复原来状态，继续正常运行； (3)用两组数码管，以倒计时方式显示两个方向允许通行或禁止通行的时间； 选做：增加左、右转弯显示控制功能； 二．系统设计 （1 ）基本设计思路： 基本思路是采用状态机的设计方法，共设计了 5 个状态，具体状态列表如下： 状态图如下： S0 东西绿灯，南北红灯 20s S1 东西黄灯，南北红灯 5s S2 东西红灯，南北绿灯 20s S3 东西红灯，南北黄灯 5s S4 东西红灯，南北红灯 S0S1S3S2S4CNT=20SCNT=5SCNT=20sCNT=5sEmergency=1Emergenty=1Emergency=1Emergency=1 （2 ）最终设计框图和模块化设计方案： 最终设计的总体框图： 模块化设计方案： 模块名称 文件名称 完成功能 分频器模块1 Frequency1 将1MHZ 时钟分频输出1kz 的信号 分频器模块2 Frequency2 将1kz 时钟分频输出1hz 的信号 Led 控制模块 Jiaotongled 完成交通灯的控制，并输出计时信号 倒计时显示1 Shumaguan1 倒计时显示 倒计时显示2 Shumaguan2 将倒计时信号译码为对应的数码管信号 三．仿真波形及波形分析： （1 ）分频器1 仿真波形及分析： 分频器1 元件图： 仿真图： 参数设置：End time=5ms f=50 MHz 仿真波形分析： 从时间轴上可以看到，输出时钟间隔为1ms,输出时钟频率为1kz ,达到要求。 （2 ）分频器 2 的仿真波形及分析： 分频器 2 元件图： 参数设置：End time=10s f=1khz 仿真波形如图： 仿真波形分析： 从时间轴上可以看到，输出时间间隔变为1s,实现了将 1kz 分频为1hz . （3）LED 控制模块的仿真波形及分析： Led 的元件图： 引脚说明： 输入：clk:1hz 的时钟。 Reset:异步复位信号 Emergency:同步紧急信号 输出：east_green_led 东西方向绿灯 east_yellow_led 东西方向黄灯 east_red_led 东西方向红灯 south_green_led 东西方向绿灯 south_yellow_led 东西方向黄灯 south_red_led 东西方向红灯 counter:计数器信号 仿真波形1（reset 信号和 emergency 信号一直为 0...
