1 EDA 综合设计与实践 一、设计目的和要求 1.熟练掌握 Qu artu sII 软件的使用方法和系统总体设计。 2.学会设计较复杂的数字系统，用 Verilog HDL 描述语言编写设计代码，并综合仿真验证设计，用 FPGA 试验箱验证设计。 3.学习 FPGA 试验箱的使用，各种电路图的引脚接法及其功能。 4.本实验要求学生以 FPGA 器件为目标器件，设计典型的数字系统。本设计选题为交通灯控制系统设计。 二、设计方案： 方案一： （1）明确系统的功能 图 1-1 所示为位于主干道和支干道的十字路口交通灯系统，支干道两边是安装传感器 S，要求优先保证主干道的畅通。平时处于主干道绿灯、支干道红灯的状态。当支干道有车时，传感器发出信号 S=1，主干道绿灯先转换成黄灯再转换成红灯，支干道由红灯转换为绿灯，支干道绿灯亮不超过30s，主干道每次通行不少于 60s（在此期间，不管 S 是否有信号，都不改状态）。 （2）画状态转换图 说明： 1）Tl：主干道绿灯亮的最短时间间隔，不少于 60s； 2）Ts：支干道绿灯亮的最长时间间隔不多于 30s。 3）Ty：主干道或支干道黄灯亮的时间间隔为 5s 4）HR、HY、HG 分别表示主干道红黄绿灯； 5）FR、FY、FG 分别表示支干道红黄绿灯。 注：H 表示 Header，F 表示 Follow er，R 表示 Red，Y 表示Yellow ，G 表示 Green 交通灯控制单元控制过程分四个阶段：分别用 S0，S1，S2，S3 表示： S0：主干道绿灯亮，支干道红灯亮，此时若支干道有车等待，且主干道已亮足时间 Tl，则控制器发出状态转换信号，输出从 S0 转换到 S1。 S1：主干道黄灯亮，支干道红灯亮，进入此状态，黄灯亮足规定时间间隔 Ty 时，控制器发出状态转换信 2 号 St，输出从此状态 S1 到 S2。 S2：支干道绿灯亮，主干道红灯亮，若此时支干道继续有车，则继续保持此状态，但支干道绿灯亮时间不超过 Ts 时间间隔，否则控制单元发出状态转换信号 St，使输出转换到 S3 状态。 S3：支干道黄灯亮，主干道红灯亮，此时状态与 S1 状态持续时间间隔相同，均为 Ty，时间到时，控制器发出 St 信号，输出从状态 S3 回到 S0 状态。 对四种状态用格雷码编码分别为 00,01,11,10。由此得图 1-2 交通灯控制单元状态图。 方案二： 本方案相对上一个方案加入了人工监督，且采用模块化设计。 （1）明确系统的功能，进行逻辑抽象 如图 2-1 本方案可实现在确定时刻，倒计数数字显示能够及时变化...
