【EDA课程设计】FPGA交通信号灯的设计（含动画视频、超详细思路/步骤分析、完整代码与效果详解）

🌵🌵🌵前言

✨你好啊，我是“ 怪& ”，是一名在校大学生哦。
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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1s
reg [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,		//0
		one   =7'b1001111,		//1
		two   =7'b0010010,		//2
		three =7'b0000110,		//3
		four  =7'b1001100,		//4
		five  =7'b0100100,		//5
		six   =7'b0100000,		//6
		seven =7'b0001111,		//7
		eight =7'b0000000,		//8
		nine  =7'b0000100,		//9
		wron	=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;
		end
	else
		count<=count+1;
end



always @(posedge clk_half_1s, negedge clr,posedge EastAndWest_to_red, posedge EastAndWest_to_green,posedge keep )
begin
		if(~clr)	cs=s1;
		else if(EastAndWest_to_red)	cs=s61;
		else if(EastAndWest_to_green)	cs=s1;
		else if(keep)	cs=cs;
		else	cs=ns;
end

always @(cs)			//定义下一时态ns
begin
	case (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;
	endcase
end
			
always @(cs)
begin
	case(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;end
		s2:	begin out_num={three,zero,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s3:	begin out_num={two,nine,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s4:	begin out_num={two,nine,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s5:	begin out_num={two,eight,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s6:	begin out_num={two,eight,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s7:	begin out_num={two,seven,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s8:	begin out_num={two,seven,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s9:	begin out_num={two,six,six,zero,wron,wrong};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s10:	begin out_num={two,six,six,zero,wron,wrong};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s11:	begin out_num={two,five,six,zero,wron,wrong};	 	{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s12:	begin out_num={two,five,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s13:	begin out_num={two,four,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s14:	begin out_num={two,four,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s15:	begin out_num={two,three,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s16:	begin out_num={two,three,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s17:	begin out_num={two,two,six,zero,wron,wrong};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s18:	begin out_num={two,two,six,zero,wron,wrong};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s19:	begin out_num={two,one,six,zero,wron,wrong};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s20:	begin out_num={two,one,six,zero,wron,wrong};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s21:	begin out_num={two,zero,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s22:	begin out_num={two,zero,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s23:	begin out_num={one,nine,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s24:	begin out_num={one,nine,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s25:	begin out_num={one,eight,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s26:	begin out_num={one,eight,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s27:	begin out_num={one,seven,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s28:	begin out_num={one,seven,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s29:	begin out_num={one,six,six,zero,wron,wrong};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s30:	begin out_num={one,six,six,zero,wron,wrong};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s31:	begin out_num={one,five,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s32:	begin out_num={one,five,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s33:	begin out_num={one,four,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s34:	begin out_num={one,four,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s35:	begin out_num={one,three,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s36:	begin out_num={one,three,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s37:	begin out_num={one,two,six,zero,wron,wrong};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s38:	begin out_num={one,two,six,zero,wron,wrong};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s39:	begin out_num={one,one,six,zero,wron,wrong};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s40:	begin out_num={one,one,six,zero,wron,wrong};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s41:	begin out_num={one,zero,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s42:	begin out_num={one,zero,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s43:	begin out_num={zero,nine,six,zero,wron,wrong};	 	{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s44:	begin out_num={zero,nine,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s45:	begin out_num={zero,eight,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s46:	begin out_num={zero,eight,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s47:	begin out_num={zero,seven,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s48:	begin out_num={zero,seven,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s49:	begin out_num={zero,six,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s50:	begin out_num={zero,six,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s51:	begin out_num={zero,five,six,zero,wron,wrong};	 	{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s52:	begin out_num={zero,five,dark,dark,dark,dark};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b0000;end
		s53:	begin out_num={zero,four,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s54:	begin out_num={zero,four,dark,dark,dark,dark};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b0000;end
		s55:	begin out_num={zero,three,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s56:	begin out_num={zero,three,dark,dark,dark,dark};	   {NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b0000;end
		s57:	begin out_num={zero,two,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s58:	begin out_num={zero,two,dark,dark,dark,dark};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b0000;end	
		s59:	begin out_num={zero,one,six,zero,wron,wrong};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b1010;end
		s60:	begin out_num={zero,one,dark,dark,dark,dark};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b0000;end	
		
		
		s61:	begin out_num={three,zero,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b0101; end
		s62:	begin out_num={three,zero,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_2,color_2};		out_rg=4'b0101; end
		s63:	begin out_num={two,nine,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_3,color_3};		out_rg=4'b0101; end
		s64:	begin out_num={two,nine,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_4,color_4};		out_rg=4'b0101; end
		s65:	begin out_num={two,eight,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_5,color_5};		out_rg=4'b0101; end
		s66:	begin out_num={two,eight,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_6,color_6};		out_rg=4'b0101; end
		s67:	begin out_num={two,seven,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_7,color_7};		out_rg=4'b0101; end
		s68:	begin out_num={two,seven,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_8,color_8};		out_rg=4'b0101; end
		s69:	begin out_num={two,six,wron,wrong,six,zero};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_9,color_9};		out_rg=4'b0101; end
		s70:	begin out_num={two,six,wron,wrong,six,zero};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_10,color_10};	out_rg=4'b0101; end
		s71:	begin out_num={two,five,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_11,color_11};	out_rg=4'b0101; end
		s72:	begin out_num={two,five,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_12,color_12};	out_rg=4'b0101; end
		s73:	begin out_num={two,four,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_13,color_13};	out_rg=4'b0101; end
		s74:	begin out_num={two,four,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_14,color_14};	out_rg=4'b0101; end
		s75:	begin out_num={two,three,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b0101; end
		s76:	begin out_num={two,three,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_2,color_2};		out_rg=4'b0101; end
		s77:	begin out_num={two,two,wron,wrong,six,zero};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_3,color_3};		out_rg=4'b0101; end
		s78:	begin out_num={two,two,wron,wrong,six,zero};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_4,color_4};		out_rg=4'b0101; end
		s79:	begin out_num={two,one,wron,wrong,six,zero};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_5,color_5};		out_rg=4'b0101; end
		s80:	begin out_num={two,one,wron,wrong,six,zero};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_6,color_6};		out_rg=4'b0101; end
		s81:	begin out_num={two,zero,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_7,color_7};		out_rg=4'b0101; end
		s82:	begin out_num={two,zero,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_8,color_8};		out_rg=4'b0101; end
		s83:	begin out_num={one,nine,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_9,color_9};		out_rg=4'b0101; end
		s84:	begin out_num={one,nine,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_10,color_10};	out_rg=4'b0101; end
		s85:	begin out_num={one,eight,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_11,color_11};	out_rg=4'b0101; end
		s86:	begin out_num={one,eight,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_12,color_12};	out_rg=4'b0101; end
		s87:	begin out_num={one,seven,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_13,color_13};	out_rg=4'b0101; end
		s88:	begin out_num={one,seven,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_14,color_14};	out_rg=4'b0101; end
		s89:	begin out_num={one,six,wron,wrong,six,zero};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b0101; end
		s90:	begin out_num={one,six,wron,wrong,six,zero};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_2,color_2};		out_rg=4'b0101; end
		s91:	begin out_num={one,five,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_3,color_3};		out_rg=4'b0101; end
		s92:	begin out_num={one,five,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_4,color_4};		out_rg=4'b0101; end
		s93:	begin out_num={one,four,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_5,color_5};		out_rg=4'b0101; end
		s94:	begin out_num={one,four,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_6,color_6};		out_rg=4'b0101; end
		s95:	begin out_num={one,three,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_7,color_7};		out_rg=4'b0101; end
		s96:	begin out_num={one,three,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_8,color_8};		out_rg=4'b0101; end
		s97:	begin out_num={one,two,wron,wrong,six,zero};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_9,color_9};		out_rg=4'b0101; end
		s98:	begin out_num={one,two,wron,wrong,six,zero};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_10,color_10};	out_rg=4'b0101; end
		s99:	begin out_num={one,one,wron,wrong,six,zero};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_11,color_11};	out_rg=4'b0101; end
		s100:	begin out_num={one,one,wron,wrong,six,zero};			{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_12,color_12};	out_rg=4'b0101; end
		s101:	begin out_num={one,zero,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_13,color_13};	out_rg=4'b0101; end
		s102:	begin out_num={one,zero,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_14,color_14};	out_rg=4'b0101; end
		s103:	begin out_num={zero,nine,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b0101; end
		s104:	begin out_num={zero,nine,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_2,color_2};		out_rg=4'b0101; end
		s105:	begin out_num={zero,eight,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_3,color_3};		out_rg=4'b0101; end
		s106:	begin out_num={zero,eight,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_4,color_4};		out_rg=4'b0101; end
		s107:	begin out_num={zero,seven,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_5,color_5};		out_rg=4'b0101; end
		s108:	begin out_num={zero,seven,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_6,color_6};		out_rg=4'b0101; end
		s109:	begin out_num={zero,six,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_7,color_7};		out_rg=4'b0101; end
		s110:	begin out_num={zero,six,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_8,color_8};		out_rg=4'b0101; end
		s111:	begin out_num={zero,five,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_9,color_9};		out_rg=4'b0101; end
		s112:	begin out_num={zero,five,dark,dark,dark,dark};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_10,color_10};	out_rg=4'b0000; end
		s113:	begin out_num={zero,four,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_11,color_11};	out_rg=4'b0101; end
		s114:	begin out_num={zero,four,dark,dark,dark,dark};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_12,color_12};	out_rg=4'b0000; end
		s115:	begin out_num={zero,three,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_13,color_13};	out_rg=4'b0101; end
		s116:	begin out_num={zero,three,dark,dark,dark,dark};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_14,color_14};	out_rg=4'b0000; end
		s117:	begin out_num={zero,two,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b0101; end
		s118:	begin out_num={zero,two,dark,dark,dark,dark};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_14,color_14};	out_rg=4'b0000; end
		s119:	begin out_num={zero,one,wron,wrong,six,zero};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};		out_rg=4'b0101; end
		s120:	begin out_num={zero,one,dark,dark,dark,dark};		{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_14,color_14};	out_rg=4'b0000; end
		default: begin out_num={dark,dark,dark,dark,dark,dark}; 	{NorthAndSouth_Red_color,EastAndWest_Green_color}={color_1,color_1};	out_rg=4'b0000; end
	endcase
end
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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。
在这里插入图片描述

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

请添加图片描述

（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。

请添加图片描述

（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）

请添加图片描述

（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）

请添加图片描述

（5）、南北方向红灯彩灯指示信号

请添加图片描述

（6）、东西方向绿灯彩灯指示信号

请添加图片描述

（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]）

请添加图片描述

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）

请添加图片描述

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。

在这里插入图片描述

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。

在这里插入图片描述

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。

在这里插入图片描述

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？

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原文地址：https://blog.csdn.net/qq_21471309/article/details/126947212

【EDA课程设计】FPGA交通信号灯的设计（含动画视频、超详细思路/步骤分析、完整代码与效果详解）

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！