FPGA三段式状态机的交通灯设计

Question

掌握使用 verilog 三段式有限状态机设计电路方法。
实验内容：
使用3个 LED 灯分别表示红黄绿灯，切换流程如下：系统上电后
红灯亮8秒﹣＞绿灯亮8秒﹣＞黄灯亮3秒﹣＞红灯亮8秒﹣＞绿灯亮8
秒…循环工作。
用三段式有限状态机设计电路实现状态跳转图功能。
其他要求：
a ）通过一位七段码进行显示灯亮的倒计时。
b ）支持通过3个拨码开关分别强制红、黄、绿灯亮，
强制红灯亮的优先级最高，强制绿灯亮的优先级最低。
硬气件时钟频率为50MHz。
如何进行Verilog编程。需要代码

Answer 1

结合Chat GPT和我自己的想法：

要使用Verilog进行FPGA上的三段式状态机设计来实现交通灯控制系统，你需要遵循以下步骤：

创建一个新的Verilog项目：

打开FPGA开发工具（例如Xilinx Vivado）。
创建一个新的工程，并为该工程选择FPGA器件型号。
添加一个新的Verilog模块。
定义输入和输出：

定义输入和输出端口。在这个情况下，你需要定义LED灯的输出端口（红、黄、绿灯），七段码的输出端口，以及用于控制强制灯亮的拨码开关输入。
设计状态机：

使用Verilog代码来设计一个三段式有限状态机，以控制交通灯的状态。状态机应该包括红灯、黄灯、和绿灯状态，以及相应的状态转换条件和计时器。
在状态机中，使用计时器来控制每个状态的持续时间。
实现状态跳转逻辑：

在状态机的每个状态中，根据计时器的值和拨码开关的输入来确定下一个状态是什么。
考虑强制亮灯的优先级，确保在需要时可以强制切换到红、黄、绿灯状态。
实现七段码计时器：

使用Verilog代码实现一个七段码计时器，用于显示倒计时的时间。
在FPGA上综合和实现：

将Verilog代码综合为门级电路，并在FPGA上实现。
配置FPGA开发板上的约束文件，以确保时钟信号正确连接。
下载和测试：

下载实现后的比特流文件到FPGA开发板上。
测试交通灯系统，观察LED灯的状态和七段码的显示是否按照要求工作。
这只是一个高层次的指南，实际的Verilog编程和FPGA设计需要更详细的步骤和代码。你需要参考FPGA开发工具的文档和相应的FPGA开发板手册，以确保正确的硬件约束和引脚分配。

在编写Verilog代码时，你需要使用always块和case语句等Verilog语法来实现状态机和状态跳转逻辑。同时，你需要考虑时钟信号的边沿，以确保状态机的正确运行。如果需要帮助编写具体的Verilog代码，可以提供更多信息以获取更具体的指导。