交通控制燈的設計
一、任務與要求
    設計一個十字路口的紅、綠、黃三色信號交通燈控制電路，具體要求如下：
    1）用紅、綠、黃三色發光二極管作信號燈。主干道為東西向，有紅、綠、黃三個燈；支干道為南北向，也有紅、綠、黃三個燈。紅燈亮禁止通行；綠燈亮允許通行；黃燈亮則給行駛中的車輛有時間停靠到禁行線之外；
    2）由于主干道車輛較多而支干道車輛較少，所以主干道綠燈時間較長。當主干道允許通行亮綠燈時，支干道亮紅燈。而支干道允許通行亮綠燈時，主干道亮紅燈，兩者交替重復。主干道每次放行50秒，支干道每次放行30秒；
在每次由亮綠燈變成亮紅燈的轉換過程中間，需要亮5秒的黃燈作為過渡，以使行駛中的車輛有時間停靠到禁行線以外。
3）能實現正常的、即時顯示功能。用DE2上的四個七段數碼管作為倒計時顯示器。分別顯示東西、南北方向的紅燈、綠燈、黃燈時間；
4）能實現特殊狀態的功能顯示。設S為特殊狀態的傳感器信號，當Ｓ=1時，進入特殊狀態。當Ｓ=0時，退出特殊狀態。按S后，能實現特殊狀態功能：
（1）顯示器閃爍；
（2）計數器停止計數并保持在原來的數據；
（3）東西、南北路口均顯示紅燈狀態；
（4）特殊狀態結束后，能繼續對時間進行計數。
5）能實現總體清零功能。按下清零鍵后，系統實現總清零，計數器由初始狀態開始計數，對應狀態的指示燈亮。
二，設計說明
在正常情況下，支路車較少，主路車多，所以設計的交通燈控制要求，在支路無車時，保證主路綠燈亮；而在支路有車時，主路和支路的綠燈交替亮。控制器結構如下圖所示。
下面是端口說明：
Clk： 輸入，系統輸入時鐘；
reset：輸入，是復位信號，高電平有效；
sensor:輸入，為傳感器信號，是高電平有效；
flash:   輸出，轉換期間的閃爍信號；
reda:    輸出，主干道路口顯示紅燈信號，高電平有效；
greena:  輸出，主干道路口顯示綠燈信號，高電平有效；
yellowa: 輸出，主干道路口顯示黃燈信號，高電平有效；
redb:    輸出，支干道路口顯示紅燈信號，高電平有效；
greenb:  輸出，支干道路口顯示綠燈信號，高電平有效；
yellowb: 輸出，支干道路口顯示黃燈信號，高電平有效；
三、實驗設計程序
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
entity controller is
port 
(clock:in std_logic;
  reset:in std_logic;
  sensor:in std_logic;
  flashut std_logic;
  numa,numbut integer range 0 to 90;
  reda,greena,yellowaut std_logic;
  redb,greenb,yellowbut std_logic
);
end;
architecture control of controller is 
signal countnum:integer range 0 to 90;
begin 
process(clock)
begin
if reset='1' then            ---復位信號，將記數器清零
countnum<=0;
elsif rising_edge(clock) then
if sensor='1' then
flash<='1';
else
flash<='0';
if countnum=89 then         ----記數到90秒時，記數器清零

countnum<=0;
else
countnum<=countnum+1;     ---正常記數，計脈沖上升沿
end if;
end if;
end if;
end process;
process(clock)
begin
if rising_edge(clock) then
if sensor='1' then             ---sensor信號有效期間，兩組路燈都為紅燈
reda<='1';
redb<='1';
greena<='0';
greenb<='0';
yellowa<='0';
yellowb<='0';
else        ---sensor無效期間，系統行為：按照一個記數周期時間（90秒）描述動作
if countnum<=49 then        ---前50秒，主干道的綠燈亮
numa<=50-countnum;
reda<='0';
greena<='1';
yellowa<='0';
elsif (countnum<=54) then      ---51-55秒，主干道的黃燈亮
numa<=55-countnum;
reda<='0';
greena<='0';
yellowa<='1';
else
numa<=90-countnum;         ---56-90秒，主干道的紅燈亮
reda<='1';
greena<='0';
yellowa<='0';
end if;
if countnum<=54 then         ---0-55秒（主干道為綠，黃燈期間）支干道的紅燈亮
numb<=55-countnum;
redb<='1';
greenb<='0';
yellowb<='0';
elsif countnum<=84 then      ---56-85秒，支干道為綠燈
numb<=85-countnum;
redb<='0';
greenb<='1';
yellowb<='0';
else
numb<=90-countnum;       ---86-90秒，支干道為黃燈
redb<='0';
greenb<='0';
yellowb<='1';
end if;
end if;
end if;
end process;
end ;