实验一 使用SSI设计交通灯

一、实验要求

使用与非门设计一个十字交叉路口的红绿灯控制电路，检测所设计电路的功能，记录测试结果。 

图中A、B方向是主通道， C、D方向是次通道，在A、B、C、D四通道附近各装有车辆传感器，当有车辆出现时，相应的传感器将输出信号1，红绿灯点亮的规则如下。

（1）A、B方向绿灯亮的条件：

（a）A、B、C、D均无传感信号

（b）A、B均有传感信号

（c）A或B有传感信号，而C和D不是全有传感信号

（2）C、D方向绿灯亮的条件：

（a）C、D均有传感信号，而A和B不是全有传感信

（b）C或D有传感信号，而A和B均无传感信号

二、实验设备

1．Mini-FPGA开发板（Cyclone IV系列EP4CE6F17C8）；

2．主要集成电路： 7400与非门、7420与非门。

3．软件：Quartus II 13.1

三、设计过程                                          

真值表和卡诺图：

A,B,C,D有传感信号时输出为1，无传感信号时输出为0，当AB方向亮绿灯时输出1，否则为0。一句实验要求列写出真值表和卡诺图，并化简卡诺图。                                                                        

函数表达式:

依据化简后的卡诺图，列写出函数表达式。

电路图:

在quartus中画好电路图，并将A,B,C,D,F,F1分别定位到FPGA开发板拨动开关sw0,sw1,sw2,sw3及LED6,LED7上。之后做好波形仿真和下载测试结果验证。

四、实验结果及分析

波形仿真，下载测试结果及分析：

波形仿真图

如图，输入ABCD按循环码(每个输入持续80ns)输入时，输出F，F1正常输出，符合实验要求。

A,B,C,D,F,F1分别接入FPGA开发板拨动开关sw0,sw1,sw2,sw3及LED6,LED7,改变拨动开关状态，LED按仿真波形正常发光，下载测试结果正常。

五、实验心得

通过这次实验，我对quartus软件的使用更加熟练，懂得了如何更好的进行波形仿真，即在输入端波形按从小到大或循环码的顺序将所有输入情况列出，然后模拟输出，这样可以直接验证所有情况。