基于小脚丫FPGA开发板的交通灯设计

基于小脚丫FPGA开发板的交通灯设计方案，使用数码管显示倒计时，具体要求包括不同道路的绿灯、红灯和黄灯持续时间，硬件连接使用时钟晶振和按键，交通灯的显示根据状态进行切换，代码设计包括多个模块，系统运行时按照设计要求进行显示和倒计时，资源报告显示使用的资源和时钟频率，涉及的知识点包括时钟计数分频、程序段编写和74HC595控制。

解决方案：

基于小脚丫FPGA开发板的交通灯设计方案如下：

设计要求：
本设计旨在使用小脚丫FPGA开发板设计一个带有数码管显示倒计时的交通灯系统，具体要求如下：
1) 一个道路的绿灯持续时间为25秒，红灯持续时间为10秒，黄灯持续时间为3秒；
2) 另一个道路的绿灯持续时间为10秒，红灯持续时间为25秒，黄灯持续时间为3秒；
3) 使用第一位数码管和第二位数码管显示倒计时。

硬件连接：
该设计使用小脚丫FPGA开发板的25MHz时钟晶振作为系统时钟，连接到FPGA的C1引脚。除了时钟和复位键外，设计中只使用了一个按键K6，连接到FPGA的B1引脚。交通灯的显示使用两个RGB LED，每个LED有三个引脚需要与小脚丫连接。数码管的驱动使用74HC595芯片控制，连接方式如图所示。

工作原理和状态转换：
设计中使用计数器进行分频处理，得到周期为1秒的脉冲信号clk_1h。倒计时时间使用一个6位BCD码表示，其中高2位表示十位，低4位表示个位。交通灯的显示根据以下四个状态进行切换：
S0: 大路绿灯亮，小路红灯亮，持续25秒；
S1: 大路黄灯亮，小路红灯持续3秒；
S2: 大路红灯亮，小路绿灯亮，持续10秒；
S3: 大路红灯亮，小路黄灯持续3秒。

代码设计：
为了实现所需功能，整个设计被划分为五个模块：
1) clock_division模块：实现数字时钟的模式控制；
2) Current_state模块：将次态赋值给当前态；
3) Outputcount模块：交通灯的显示和倒计时；
4) CubeDisplay模块：控制74HC595驱动数码管；
5) 顶层模块：整合以上模块的功能。

系统运行：
系统运行时，交通灯按照设计要求进行显示和倒计时。具体的系统运行示例可以参考优酷视频链接。

资源报告：
根据资源报告，本设计使用了249个LUT4s（占比19%）、115个寄存器（占比7%）、0个存储器（占比0%）和11个IO管脚。时钟频率为25MHz。

知识点：
本设计涉及的知识点包括时钟计数分频、三段式程序段的编写、串行/并行转换和74HC595控制。

相关文件：
设计中使用的相关文件包括Traffic_Light和DLED_4Bit，分别用于交通灯状态转换和灯显示以及倒计时显示模块。

以上是基于小脚丫FPGA开发板的交通灯设计的解决方案。通过合理的硬件连接和代码设计，可以实现交通灯的显示和倒计时功能。