目录：

???前言一、题目二、功能介绍三、视频展示四、代码展示五、设计思路六、模块结构1、首先通过分频，得到2HZ的时钟。2、第一个always实现：清零信号，通过SW[0]使南北信号灯持续为红灯、东西信号灯持续为绿灯，通过SW[1]使南北信号灯持续为绿灯，东西信号灯持续为红灯，通过SW[2]使南、北、东、西信号灯维持不变，以及定义当前状态。3、第二个always实现：定义下一状态。4、第三个always实现：倒计时数字、东西南北信号灯文字提示、东西南北红绿灯、彩灯信号等的赋值。 七、效果展示1、信号灯解释（共七项）（1）、倒计时数字显示（2）、南北东西信号灯文字指示（3）、南北红绿灯信号指示（4）、东西方向红绿灯信号指示（5）、南北方向红灯彩灯指示信号（6）、东西方向绿灯彩灯指示信号（7）、自定义按键功能 2、KEY[0]清零信号重置开始效果展示3、SW[0]置一使南北信号灯持续为红灯、东西信号灯持续为绿灯4、SW[1]置一使南北信号灯持续为绿灯、东西信号灯持续为红灯5、SW[2]置一使南、北、东、西信号灯维持不变6、南北绿灯，东西红灯时，最后5s对应的半秒一闪烁7、南北红灯，东西绿灯时，最后5s对应的半秒一闪烁8、彩灯演示9、交通信号灯总体演示（倒计时流程） 八、问题分析九、总结十：致谢❤️❤️❤️忙碌的敲代码也不要忘了浪漫鸭！

???前言

✨你好啊，我是“ 怪& ”，是一名在校大学生哦。
?主页链接：怪&的个人博客主页
☀️博文主更方向为：课程学习知识、作业题解、期末备考。随着专业的深入会越来越广哦…一起期待。
❤️一个“不想让我曾没有做好的也成为你的遗憾”的博主。
?很高兴与你相遇，一起加油！

一、题目

FPGA交通信号灯的设计

二、功能介绍

1、30秒绿灯倒计时+30秒红灯倒计时。
2、倒计时最后5秒计时每半秒（闪烁）。
3、在HEX7、HEX6显示倒计时数字。
4、可显示十字路口红绿灯的情况（东西南北）。
5、可通过KEY[0]重置信号从初始状态重新开始。
6、在HEX3、HEX2有南北方向通行/禁止通行的信号指示。
7、在HEX1、HEX0有东西方向通行/禁止通行的信号指示。
8、在南北信号灯为红灯时，在LEDR17、LEDR16、LEDR15、LEDR14、LEDR13、LEDR12有红灯的多路彩灯指示。（从左往右依次增多、从右往左依次增多、全明、全暗交替等）
9、在东西信号灯为绿灯时，在LEDG6、LEDG5、LEDG4、LEDG3、LEDG2、LEDG1有绿灯的多路彩灯指示。（从左往右依次增多、从右往左依次增多、全明、全暗交替等）
10、可通过SW[0]使南北信号灯持续为红灯，东西信号灯持续为绿灯。（应对突发情况，例如救护车通行、警察执行任务等，调整操作后可继续依次执行）
11、可通过SW[1]使南北信号灯持续为绿灯，东西信号灯持续为红灯。（应对突发情况，例如救护车通行、警察执行任务等，调整操作后可继续依次执行）
12、可通过SW[2]使南、北、东、西信号灯维持不变，调整操作后可继续依次执行。

三、视频展示

（正在审核，稍后呈现）

四、代码展示

module Traffic_Light(clk,clr,EastAndWest_to_red,EastAndWest_to_green,keep,out_rg,out_num,NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color);(*chip_pin="Y2"*)input clk;//时钟信号(*chip_pin="M23"*)input clr;//清零信号(*chip_pin="AB28"*)input EastAndWest_to_red;//如果开关sw0为1，使东西走向的信号灯一直变为红(*chip_pin="AC28"*)input EastAndWest_to_green;//如果开关sw1为1，使东西走向的信号灯一直变为红(*chip_pin="AC27"*)input keep;//如果开关sw2为1，维持(*chip_pin="F17,H16,G19,G21"*)output reg[3:0] out_rg;//红绿灯信号(*chip_pin= "AD17,AE17,AG17,AH17,AF17,AG18,AA14,AA17,AB16,AA16,AB17,AB15,AA15,AC17,V21,U21,AB20,AA21,AD24,AF23,Y19,AA25,AA26,Y25,W26,Y26,W27,W28,M24,Y22,W21,W22,W25,U23,U24,G18,F22,E17,L26,L25,J22,H22"*)output reg[41:0] out_num;//2数字的计数信号+4个位置的交通指示信号(*chip_pin="H15,G16,G15,F15,H17,J16"*)output reg[5:0] NorthAndSouth_Red_color;//南北红灯的彩灯(*chip_pin="G22,G20,H21,E24,E25,E22"*)output reg[5:0] EastAndWest_Green_color;//东西绿灯的彩灯reg clk_half_1s;//分频至1sreg [64:0]count;parameter s1=1,s2=2,s3=3,s4=4,s5=5,s6=6,s7=7,s8=8,s9=9,s10=10,s11=11,s12=12,s13=13,s14=14,s15=15,s16=16,s17=17,s18=18,s19=19,s20=20,s21=21,s22=22,s23=23,s24=24,s25=25,s26=26,s27=27,s28=28,s29=29,s30=30,s31=31,s32=32,s33=33,s34=34,s35=35,s36=36,s37=37,s38=38,s39=39,s40=40,s41=41,s42=42,s43=43,s44=44,s45=45,s46=46,s47=47,s48=48,s49=49,s50=50,s51=51,s52=52,s53=53,s54=54,s55=55,s56=56,s57=57,s58=58,s59=59,s60=60,s61=61,s62=62,s63=63,s64=64,s65=65,s66=66,s67=67,s68=68,s69=69,s70=70,s71=71,s72=72,s73=73,s74=74,s75=75,s76=76,s77=77,s78=78,s79=79,s80=80,s81=81,s82=82,s83=83,s84=84,s85=85,s86=86,s87=87,s88=88,s89=89,s90=90,s91=91,s92=92,s93=93,s94=94,s95=95,s96=96,s97=97,s98=98,s99=99,s100=100,s101=101,s102=102,s103=103,s104=104,s105=105,s106=106,s107=107,s108=108,s109=109,s110=110,s111=111,s112=112,s113=113,s114=114,s115=115,s116=116,s117=117,s118=118,s119=119,s120=120;localparam //---------------------------------- 作为局部常量 --------------------------------zero=7'b0000001,//0one   =7'b1001111,//1two   =7'b0010010,//2three =7'b0000110,//3four  =7'b1001100,//4five  =7'b0100100,//5six   =7'b0100000,//6seven =7'b0001111,//7eight =7'b0000000,//8nine  =7'b0000100,//9wron=7'b0000111,//错号的左半部分wrong=7'b0110001,//错号的右半部分dark  =7'b1111111,//七位数码管的暗color_1      =6'b000000,//暗暗暗暗暗暗color_2      =6'b100000,//亮暗暗暗暗暗color_3      =6'b110000,//亮亮暗暗暗暗color_4      =6'b111000,//亮亮亮暗暗暗color_5      =6'b111100,//亮亮亮亮暗暗color_6      =6'b111110,//亮亮亮亮亮暗color_7      =6'b111111,//亮亮亮亮亮亮color_8      =6'b000000,//暗暗暗暗暗暗color_9      =6'b000001,//暗暗暗暗暗亮color_10     =6'b000011,//暗暗暗暗亮亮color_11     =6'b000111,//暗暗暗亮亮亮color_12     =6'b001111,//暗暗亮亮亮亮color_13     =6'b011111,//暗亮亮亮亮亮color_14     =6'b111111;//亮亮亮亮亮亮reg [6:0]cs,ns;//定义现态和下一时态always @(posedge clk)//-----------------------------------------分频至0.5s---------------------------------begin if(count=='d12499999)begin count<=0;clk_half_1s<=~clk_half_1s;endelsecount<=count+1;endalways @(posedge clk_half_1s, negedge clr,posedge EastAndWest_to_red, posedge EastAndWest_to_green,posedge keep )beginif(~clr)cs=s1;else if(EastAndWest_to_red)cs=s61;else if(EastAndWest_to_green)cs=s1;else if(keep)cs=cs;elsecs=ns;endalways @(cs)//定义下一时态nsbegincase (cs)s1:ns=s2;s2:ns=s3;s3:ns=s4;s4:ns=s5;s5:ns=s6;s6:ns=s7;s7:ns=s8;s8:ns=s9;s9:ns=s10;s10:ns=s11;s11:ns=s12;s12:ns=s13;s13:ns=s14;s14:ns=s15;s15:ns=s16;s16:ns=s17;s17:ns=s18;s18:ns=s19;s19:ns=s20;s20:ns=s21;s21:ns=s22;s22:ns=s23;s23:ns=s24;s24:ns=s25;s25:ns=s26;s26:ns=s27;s27:ns=s28;s28:ns=s29;s29:ns=s30;s30:ns=s31;s31:ns=s32;s32:ns=s33;s33:ns=s34;s34:ns=s35;s35:ns=s36;s36:ns=s37;s37:ns=s38;s38:ns=s39;s39:ns=s40;s40:ns=s41;s41:ns=s42;s42:ns=s43;s43:ns=s44;s44:ns=s45;s45:ns=s46;s46:ns=s47;s47:ns=s48;s48:ns=s49;s49:ns=s50;s50:ns=s51;s51:ns=s52;s52:ns=s53;s53:ns=s54;s54:ns=s55;s55:ns=s56;s56:ns=s57;s57:ns=s58;s58:ns=s59;s59:ns=s60;s60:ns=s61;s61:ns=s62;s62:ns=s63;s63:ns=s64;s64:ns=s65;s65:ns=s66;s66:ns=s67;s67:ns=s68;s68:ns=s69;s69:ns=s70;s70:ns=s71;s71:ns=s72;s72:ns=s73;s73:ns=s74;s74:ns=s75;s75:ns=s76;s76:ns=s77;s77:ns=s78;s78:ns=s79;s79:ns=s80;s80:ns=s81;s81:ns=s82;s82:ns=s83;s83:ns=s84;s84:ns=s85;s85:ns=s86;s86:ns=s87;s87:ns=s88;s88:ns=s89;s89:ns=s90;s90:ns=s91;s91:ns=s92;s92:ns=s93;s93:ns=s94;s94:ns=s95;s95:ns=s96;s96:ns=s97;s97:ns=s98;s98:ns=s99;s99:ns=s100;s100:ns=s101;s101:ns=s102;s102:ns=s103;s103:ns=s104;s104:ns=s105;s105:ns=s106;s106:ns=s107;s107:ns=s108;s108:ns=s109;s109:ns=s110;s110:ns=s111;s111:ns=s112;s112:ns=s113;s113:ns=s114;s114:ns=s115;s115:ns=s116;s116:ns=s117;s117:ns=s118;s118:ns=s119;s119:ns=s120;s120:ns=s1;default:ns=s1;endcaseendalways @(cs)begincase(cs)s1:begin out_num={three,zero,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends2:begin out_num={three,zero,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends3:begin out_num={two,nine,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends4:begin out_num={two,nine,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends5:begin out_num={two,eight,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends6:begin out_num={two,eight,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends7:begin out_num={two,seven,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends8:begin out_num={two,seven,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends9:begin out_num={two,six,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends10:begin out_num={two,six,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends11:begin out_num={two,five,six,zero,wron,wrong}; {NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends12:begin out_num={two,five,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends13:begin out_num={two,four,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends14:begin out_num={two,four,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends15:begin out_num={two,three,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends16:begin out_num={two,three,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends17:begin out_num={two,two,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends18:begin out_num={two,two,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends19:begin out_num={two,one,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends20:begin out_num={two,one,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends21:begin out_num={two,zero,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends22:begin out_num={two,zero,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends23:begin out_num={one,nine,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends24:begin out_num={one,nine,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends25:begin out_num={one,eight,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends26:begin out_num={one,eight,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends27:begin out_num={one,seven,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends28:begin out_num={one,seven,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends29:begin out_num={one,six,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends30:begin out_num={one,six,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends31:begin out_num={one,five,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends32:begin out_num={one,five,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends33:begin out_num={one,four,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends34:begin out_num={one,four,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends35:begin out_num={one,three,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends36:begin out_num={one,three,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends37:begin out_num={one,two,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends38:begin out_num={one,two,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends39:begin out_num={one,one,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends40:begin out_num={one,one,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends41:begin out_num={one,zero,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends42:begin out_num={one,zero,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends43:begin out_num={zero,nine,six,zero,wron,wrong}; {NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends44:begin out_num={zero,nine,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends45:begin out_num={zero,eight,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends46:begin out_num={zero,eight,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends47:begin out_num={zero,seven,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends48:begin out_num={zero,seven,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends49:begin out_num={zero,six,six,zero,wron,wrong};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b1010;ends50:begin 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out_num={one,five,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_4,color_4};out_rg=4'b0101; ends93:begin out_num={one,four,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_5,color_5};out_rg=4'b0101; ends94:begin out_num={one,four,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_6,color_6};out_rg=4'b0101; ends95:begin out_num={one,three,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_7,color_7};out_rg=4'b0101; ends96:begin out_num={one,three,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_8,color_8};out_rg=4'b0101; ends97:begin out_num={one,two,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_9,color_9};out_rg=4'b0101; ends98:begin out_num={one,two,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_10,color_10};out_rg=4'b0101; ends99:begin out_num={one,one,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_11,color_11};out_rg=4'b0101; ends100:begin out_num={one,one,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_12,color_12};out_rg=4'b0101; ends101:begin out_num={one,zero,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_13,color_13};out_rg=4'b0101; ends102:begin out_num={one,zero,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_14,color_14};out_rg=4'b0101; ends103:begin out_num={zero,nine,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b0101; ends104:begin out_num={zero,nine,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_2,color_2};out_rg=4'b0101; ends105:begin out_num={zero,eight,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_3,color_3};out_rg=4'b0101; ends106:begin out_num={zero,eight,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_4,color_4};out_rg=4'b0101; ends107:begin out_num={zero,seven,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_5,color_5};out_rg=4'b0101; ends108:begin out_num={zero,seven,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_6,color_6};out_rg=4'b0101; ends109:begin out_num={zero,six,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_7,color_7};out_rg=4'b0101; ends110:begin out_num={zero,six,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_8,color_8};out_rg=4'b0101; ends111:begin out_num={zero,five,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_9,color_9};out_rg=4'b0101; ends112:begin out_num={zero,five,dark,dark,dark,dark};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_10,color_10};out_rg=4'b0000; ends113:begin out_num={zero,four,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_11,color_11};out_rg=4'b0101; ends114:begin out_num={zero,four,dark,dark,dark,dark};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_12,color_12};out_rg=4'b0000; ends115:begin out_num={zero,three,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_13,color_13};out_rg=4'b0101; ends116:begin out_num={zero,three,dark,dark,dark,dark};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_14,color_14};out_rg=4'b0000; ends117:begin out_num={zero,two,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b0101; ends118:begin out_num={zero,two,dark,dark,dark,dark};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_14,color_14};out_rg=4'b0000; ends119:begin out_num={zero,one,wron,wrong,six,zero};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b0101; ends120:begin out_num={zero,one,dark,dark,dark,dark};{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_14,color_14};out_rg=4'b0000; enddefault: begin out_num={dark,dark,dark,dark,dark,dark}; {NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};out_rg=4'b0000; endendcaseendendmodule

五、设计思路

此次FPGA交通信号灯的课程设计，总经过三个版本的更迭。

第一个版本（EDA课程设计_基础款），初步完成老师所设置的基本要求：含30秒绿灯倒计时+30秒红灯倒计时，倒计时最后5秒时计时每半秒闪烁一次，东西南北信号灯的显示，以及清零信号重置开始。第二个版本（EDA_交通信号灯半成品_含指示信号），在完成老师的基本要求基础上增加指示信号：在第一个版本的基础上增加了东、西、南、北信号灯亮起时在HEX3、HEX2、HEX1、HEX0的指示信号。第三个版本（EDA_交通信号灯_最终版），在以上两者基础上增加丰富的信号指示灯与多个自定义控制功能：增加了在南北信号为红灯时的多路彩灯提示信号，东西信号为绿灯时的多路彩灯提示信号，可通过SW[0]使南北信号灯持续为红灯、东西信号灯持续为绿灯，可通过SW[1]使南北信号灯持续为绿灯，东西信号灯持续为红灯，可通过SW[2]使南、北、东、西信号灯维持不变。

六、模块结构

1、首先通过分频，得到2HZ的时钟。

2、第一个always实现：清零信号，通过SW[0]使南北信号灯持续为红灯、东西信号灯持续为绿灯，通过SW[1]使南北信号灯持续为绿灯，东西信号灯持续为红灯，通过SW[2]使南、北、东、西信号灯维持不变，以及定义当前状态。

3、第二个always实现：定义下一状态。

4、第三个always实现：倒计时数字、东西南北信号灯文字提示、东西南北红绿灯、彩灯信号等的赋值。

七、效果展示

1、信号灯解释（共七项）

（1）、倒计时数字显示

（2）、南北东西信号灯文字指示

注：
南北方向为左框，东西方向为右框。
][ 即为×，表示禁止通行。
60即为GO，表示允许通行。

（3）、南北红绿灯信号指示

上边为绿灯指示，下边为红灯指示。（相应颜色灯亮起即信号，上绿下红）

（4）、东西方向红绿灯信号指示

左边为红灯指示，右边为绿灯指示。（相应颜色灯亮起即信号，左红右绿）

（5）、南北方向红灯彩灯指示信号

（6）、东西方向绿灯彩灯指示信号

（7）、自定义按键功能

从右往左依次为：
按下KEY[0]重置开始、SW[0]置一使南北信号灯持续为红灯、东西信号灯持续为绿灯，SW[1]置一使南北信号灯持续为绿灯，东西信号灯持续为红灯，SW[2]置一使南、北、东、西信号灯维持不变。（优先级，SW[0]>SW[1]>SW[2]）

2、KEY[0]清零信号重置开始效果展示

在实验时录制的视频，在1m4s时按下清零信号，可见其立刻回到初始状态南北为绿灯，倒计时为30，重新开始，过两秒后在1m6s时又倒计时至28的状态。（表示清零信号正确执行）

3、SW[0]置一使南北信号灯持续为红灯、东西信号灯持续为绿灯

在1m11s使SW[0]置一，在1m12s至1m15s期间SW[0]始终为1，且南北信号灯持续为红灯，东西信号灯持续为绿灯。倒计时数字持续为30。

4、SW[1]置一使南北信号灯持续为绿灯、东西信号灯持续为红灯

在1m19s使SW[1]置一，在1m20s至1m21s期间SW[1]始终为1，且南北信号灯持续为绿灯，东西信号灯持续为红灯，倒计时数字持续为30。

5、SW[2]置一使南、北、东、西信号灯维持不变

在1m26s使SW[2]置一，在1m26s至1m30s期间SW[2]始终为1，且南北信号灯持续为绿灯，东西信号灯持续为红灯，倒计时数字持续为26。

6、南北绿灯，东西红灯时，最后5s对应的半秒一闪烁

7、南北红灯，东西绿灯时，最后5s对应的半秒一闪烁

8、彩灯演示

9、交通信号灯总体演示（倒计时流程）

八、问题分析

在此次课程设计中，我选择了FPGA交通信号灯的设计题目。

（1）、基础功能：30s红灯倒计时设计、30s绿灯倒计时设计、最后5s闪烁时计时每半秒闪烁一次、南北东西四方向红绿灯设计。（2）、与实际结合的指示信号：红绿灯亮起时的文字“允许通行/禁止通行”的指示、红绿灯亮起时的彩灯提示。（3）、应对于突发情况功能（例如：救护车紧急通行，警察执行任务等）：使南北方向持续为红灯、东西方向持续为绿灯，使南北方向持续为绿灯、东西方向持续为红灯，使南北东西信号灯维持不变。

起初，在增加功能的多样性时，我的想法较为单调，在我深入思考，从实际交通信号灯的场景出发，同时结合FPGA的红绿指示灯以及七位数码管的位置，初步为设计增加创意与功能。虽然为大量的状态信号指示赋值容易混乱，但是在我多次的复查和修改后，最终完整实现了我所预期的设计。

九、总结

此次FPGA交通信号灯的设计，经过EDA课程设计_基础款、EDA_交通信号灯半成品_含指示信号、EDA_交通信号灯_最终版三个版本的更迭，最终结果呈现如上。
为了将自己的想法皆实现至此课程设计中，我曾多次前往实验室，花费不止七个小时去思考创意、编写与调试代码，经过我的不止四十次的修改完善，终于完成了最终版的设计。
在此次课程设计中，我再次复习了管脚分配、有限状态机的设计、清零信号的设置、红/绿彩灯的亮/暗设计、七位数码管显示设计、case语句的使用等知识。并对以上知识的实际应用与结合有了自己的理解与设计
与此同时，我还运用了parameter、localparam 来定义变量、使用{}来便利赋值、自定义通过按键来实现信号跳转、结合实际给出救护车紧急通行/警察执行任务时需特殊处理交通信号灯的功能。在使用一些技巧快速编码的同时，结合实际应用设计功能。
在实验过程中，我有遇到一些问题，例如切换开发板却显示下载失败，在询问老师后，发现可能是开发板有问题需要更换，在更换开发板后便可以成功下载，继续调试完善代码。
数字逻辑与EDA实验课程设计共有五次实验课，先前的四次实验，我分别学习了Quartus II 软件和 DE2-115 开发板的使用，组合逻辑电路设计、仿真与实现，时序逻辑电路设计与仿真，有限状态机的设计，最后这次课程设计将先前所学综合至一起，为数字逻辑与EDA实验画上句号，也为自己的系列实验课程交上答卷。

十：致谢

在五次的数字逻辑与EDA实验课程的进行中，我遇到过许多问题，例如：代码运行环境设置有误、代码语法有误、仿真参数设置有误、代码下载至开发板有误等导致运行出错的问题，在多次询问老师以及自己再调试，已将所有遇到的问题解决，并学习到许多知识，我可以熟练使用Quartus II 软件和 DE2-115 开发板，并且对数字逻辑与EDA的课程知识有了自己的理解与实践。
在此，特别感谢赵老师的悉心指导。

❤️❤️❤️忙碌的敲代码也不要忘了浪漫鸭！

?我们好久不见，EDA课程是我很喜欢的一门课，愿你也会喜欢并做的不错！
最近有许多蛮开心的小幸运，你呢？