汽车尾灯控制系统

/*Function:在小脚丫STEP-MXO2上用状态机实现模拟汽车尾灯控制。1），用三色LED代表左右汽车尾灯2），用拨码开关控制汽车行驶状态3），用单色LED显示汽车行驶状态尾灯控制：1），直行：尾灯不亮，单色LED向上流水滚动2），右转：右侧尾灯按秒闪烁，左侧不亮，单色LED亮其中4个灯3），左转：左侧尾灯按秒闪烁，右侧不亮，单色LED亮另外4个灯4），停车：两侧尾灯同时闪烁，单色LED保持全亮5），倒车：两侧尾灯常亮，单色LED向下流水滚动拨码开关状态：STOP:state_in==4'b0000停车GO:state_in==4'b0001直行LEFT:state_in==4'b0010左转RIGHT:state_in==4'b0100右转BACK:state_in==4'b1000倒车其他拨码开关输入状态同STOP执行相同操作*/moduletail_lamp(inputsys_clk,//系统时钟，外部时钟信号的最开始的输入，还需要经历分频才可以被状态机、计数器使用inputsys_rst_n,//系统复位，当输入为低电平逻辑‘0’时，所有的模块都产生复位，系统回复到初始状态input[3:0]state_in,//拨码开关输入，四位拨码开关的输入，实际上我们只使用四个状态，另其中仅有一位为高电平，即可实现四个状态的变化outputreg[2:0]led_left,//左侧尾灯[msb~lsb]=[R,G,B]，三位的输出信号，控制可控颜色led灯的闪亮和颜色的变化outputreg[2:0]led_right,//右侧尾灯[msb~lsb]=[R,G,B]，三位的输出信号，控制可控颜色led灯的闪亮和颜色的变化outputreg[7:0]led_out//流水灯输出，八位的信号输出，可以利用状态机实现);parameterCNT_NUM=6_000_000;//计数器实现分频的分频系数，经历分频系数为6000000的分频，可以使信号变为周期为1s，频率为1Hz的信号reg[23:0]cnt;//计数器，定义24位的变量作为计数器reg[3:0]current_state;//当前状态，定义4位的变量为当前信号reg[3:0]next_state;//下一个状态，定义4位的变量作为下一状态信号，与current_state当前状态相关regclk_1hz;//1Hz分频信号，clk外部时钟信号经过分频系数为6000000的分频器输出的信号，频率为1Hzreg[7:0]_go;//前进时单色LED的状态，定义8位的信号作为前进时候的状态信号reg[7:0]_back;//倒车时单色LED的状态，定义8位的信号作为后退时候的状态信号/*计数器实现0.5秒的周期*/always@(posedgesys_clkornegedgesys_rst_n)if(!sys_rst_n)cnt=1'b0;elseif(cnt=CNT_NUM-1)cnt=1'b0;elsecnt=cnt+1'b1;/*当外部输入时钟有下降沿变化变化、或者复位信号有变化的时候，该计数模块启动；如果输入的复位信号为低电平的时候，复位信号低电平有效，产生复位效果，计数器cnt置为全零状态；如果复位信号为高电平的时候，复位信号不产生效果，则计数器cnt正常计数。当cnt计数数字达到24位全1状态时，计数达到最大值，于是重新开始一轮计数，把计数器信号cnt回复至全零状态。*//*根据计数器的周期实现1Hz信号分频*/always@(posedgesys_clkornegedgesys_rst_n)if(!sys_rst_n)clk_1hz=1'b0;elseif(cnt==CNT_NUM-1)clk_1hz=~clk_1hz;elseclk_1hz=clk_1hz;/*当外部输入时钟有下降沿变化变化、或者复位信号有变化的时候，该分频模块启动；如果输入的复位信号为低电平的时候，复位信号低电平有效，产生复位效果，分频输出信号输出为低电平全零信号；如果复位信号为高电平的时候，复位信号不产生效果，则分频器按照上一级计数器输出的结果正常输出。当cnt计数信号达到最大值的时候，分频器输出信号电平翻转，取非运算，达到分频系数为6000000的分频效果，输出信号。*/localparamSTOP=4'b0000;localparamGO=4'b0001;localparamLEFT=4'b0010;localparamRIGHT=4'b0100;localparamBACK=4'b1000;/*定义拨码开关的四位输入信号对于stop、go、left、right、back的五种状态，为下面代码的实现做准备。wire[2:0]tail_on;//尾灯点亮状态，三位的信号，对应下面代码状态记得状态wire[2:0]tail_off;//尾灯熄灭状态,三位的信号，对应下面代码状态记得状态wire[2:0]tail_shin;//尾灯闪烁状态,三位的信号，对应下面代码状态记得状态wire[7:0]_left;//左转时单色LED的状态，八位的信号。对应左转时单色的led的流水状态wire[7:0]_rignt;//右转时单色LED的状态，八位的信号。对应左转时单色的led的流水状态wire[7:0]_stop;//停止时单色LED的状态，八位的信号。对应左转时单色的led的流水状态/*尾灯的三种状态，RGB灯只使用红色*/assigntail_on=3'b011;//[msb~lsb]=[R,G,B]assigntail_off=3'b111;//[msb~lsb]=[R,G,B]assigntail_shin={clk_1hz,2'b11};//[msb~lsb]=[R,G,B]//把尾灯的三种状态对应状态记得不同代码。011对应尾灯点亮，111对应尾灯灭。/*车辆前进时，流水灯向上流水*/always@(posedgesys_clkornegedgesys_rst_n)if(!sys_rst_n)_go=8'h7f;elseif(cnt==CNT_NUM-1)_go={_go[0],_go[7:1]};else_go=_go;/*当外部输入时钟有下降沿变化变化、或者复位信号有变化的时候，该控制前进的模块启动；如果输入的复位信号为低电平的时候，复位信号低电平有效，产生复位效果，前进的输出信号输出为8’h7f信号；如果复位信号为高电平的时候，复位信号不产生效果，则流水灯向上正常流水，显示为前进*//*车辆倒车时，流水灯向下流水*/always@(posedgesys_clkornegedgesys_rst_n)if(!sys_rst_n)_back=8'hfe;elseif(cnt==CNT_NUM-1)_back={_back[6:0],_back[7]};else_back=_back;/*与上一模块前进模块类似，当外部输入时钟有下降沿变化变化、或者复位信号有变化的时候，该控制后退的模块启动；如果输入的复位信号为低电平的时候，复位信号低电平有效，产生复位效果，后退的输出信号输出为8’hfe信号；如果复位信号为高电平的时候，复位信号不产生效果，则流水灯向下正常流水，显示为后退*//*车辆左转、右转、停止时，流水灯的状态*/assign_left=8'hf0;assign_rignt=8'h0f;assign_stop=8'h00;/*同上文对前进、后退状态的定义，现定义左转状态为8'hf0，右转信号为8'h0f，停止信号为全零状态*//*将次态赋值给当前状态*/always@(posedgesys_clkornegedgesys_rst_n)if(!sys_rst_n)current_state=STOP;elsecurrent_state=next_state;/*当外部输入时钟有下降沿变化变化、或者复位信号有变化的时候，该状态机模块启动；如果输入的复位信号为低电平的时候，复位信号低电平有效，产生复位效果，状态机的输出信号输出为为全零信号表示停止信号；如果复位信号为高电平的时候，复位信号不产生效果，状态机正常运转，当前状态被替换为下一状态*//*车辆次态完全由人为通过拨码开关控制*/always@(*)next_state=state_in;/*车辆处于不同状态时，尾灯及流水灯的输出*/always@(current_stateorsys_rst_n)if(!sys_rst_n)beginled_left=tail_shin;led_right=tail_shin;led_out=_stop;endelsecase(current_state)STOP:beginled_left=tail_shin;led_right=tail_shin;led_out=_stop;endGO:beginled_left=tail_off;led_right=tail_off;led_out=_go;endLEFT:beginled_left=tail_shin;led_right=tail_off;led_out=_left;endRIGHT:beginled_left=tail_off;led_right=tail_shin;led_out=_rignt;endBACK:beginled_left=tail_on;led_right=tail_on;led_out=_back;enddefault:beginled_left=tail_shin;led_right=tail_shin;led_out=_stop;endendcaseendmodule/*当本模块作为实验输出的最后一个模块，要把上一部分的状态机信号连接到输出信号。外部输入时钟有下降沿变化变化、或者复位信号有变化的时候，该输出转换模块启动；如果输入的复位信号为低电平的时候，复位信号低电平有效，产生复位效果，后退的输出信号输出为停止stop信号；如果复位信号为高电平的时候，复位信号不产生效果，尾灯的输出对应各个状态机的状态，完成实验*///--------------------------------------------------------------------//Module:tail_lamp_tb//Author:Step//Description:汽车尾灯控制的测试文件//Web:://--------------------------------------------------------------------//Version:|Mod.Date:|ChangesMade://V1.0|2017/4/26|Initialver//--------------------------------------------------------------------`timescale1ns/1psmoduletail_lamp_tb;parameterCNT_NUM=10;//方便仿真，定义新的分频系数，例化时使用/*系统时钟信号的产生*/regsys_clk;initialsys_clk=1'b0;alwayssys_clk=#10~sys_clk;/*系统复位信号的产生，低电平复位*/regsys_rst_n;initialbeginsys_rst_n=1'b0;#20;sys_rst_n=1'b1;end/*拨码开关信号的产生*/reg[3:0]state_in;initialbeginstate_in=4'b0000;//停止#2000;state_in=4'b0001;//前进#2000;state_in=4'b0010;//左转