作为一个硬件程序设计民工，最近一直在学习python，写个爬虫，排个序，再画个界面，其实还是挺好玩的。然而这不是我的主业啊！！！-_-|||
下学期开学就要找工作了，明天刚好是新的一个月，还是滚回去调我的FPGA吧。
今天先更新一个很小很小的例子作为开端，这是前几天xxx给我出的一道很随意的题目，主要是看面对一个项目，如何进行需求分析，模块功能划分以及仿真验证，当然还有如何写文档。
一、需求分析
设计一个十字路口交通等控制系统，其要求如下：
（1）东西（用A表示）、南北（用B表示）方向均有红灯、绿灯、黄灯指示，东西向持续时间暂定为50s、5s和45s（对应南北向持续时间为40s、5s和55s），要求可以更改该时间。交通灯正常运行的切换示意图如图1.1所示。
图1.1 交通控制系统正常运行切换示意图
（2）系统设有时钟，以倒计时方式显示每一路允许通行的时间。
（3）当任何一个方向出现特殊情况时，系统可由交警手动控制进入特殊运行状态，即红灯全亮，时钟停止计时，东西、南北向所有车辆停止通行；当特殊运行状态结束后，系统恢复工作，继续正常运行。
二、原理分析
本系统以秒为时间单位运行，其核心工作过程可用状态机进行描述：
EMRG：紧急制动状态，东西（A）方向红灯亮，南北（B）方向红灯亮，当紧急制动信号（hold=’0’）时进入这种状态；
AgBr：东西（A）方向绿灯亮，南北（B）方向红灯亮，此状态持续50秒的时间；
AyBr：东西（A）方向黄灯亮，南北（B）方向红灯亮，此状态持续5秒的时间；
ArBg：东西（A）方向红灯亮，南北（B）方向绿灯亮，此状态持续40秒的时间；
ArBy：东西（A）方向红灯亮，南北（B）方向黄灯亮，此状态持续5秒的时间。
图2.1 交通控制系统状态转移图
当紧急制动信号无效（hold=’1’）时，状态机按照AgBr->AyBr->ArBg->ArBy->AgBr循环；当紧急制动信号有效（hold=’0’） 时,状态机进入EMRG，两个方向红灯全亮，计数器停止计数；当紧急制动信号再恢复无效时，状态机会回到原来的状态继续执行。
三、系统框架
如图3.1所示，本系统主要有分频器、控制器、计数器和数码管译码器组成。
图3.1交通信号灯控制系统原理图
分频器将系统时钟分频成1Hz时钟信号，将其输出到信号灯控制器和倒计时计数器模块；控制器实现100s的计数（该计数值为AgBr，AyBr，ArBg，ArBy四个状态的时间总和，可由用户自行修改），100s是交通信号控制系统完成一次大循环所需的时间，在该时间内控制系统的状态转移以及AB两路信号的输出；倒计时模块实现50s、45s和5s的倒计时，该计数值可由用户自行修改；数码管译码模块负责将一位十进制数转换成对应的数码管段码值。
四、模块设计
1、分频器设计
负责将输入的系统时钟（通常以MHz为量级）分频成1Hz时钟信号，供后级模块使用。
其接口信号如图4.1所示，clk为系统时钟信号；rst_n为系统复位信号，低电平有效；clk_1Hz为输出信号。除此之外，该模块向上一级模块提供一个参数接口，用于配置当前系统时钟。
图4.1 分频器模块接口
2、控制器设计
负责在时钟信号的控制下，交替控制两路红绿黄信号的输出；当出现紧急状态时，可手动控制两路的信号灯输出红色；当紧急状态解除后，恢复到进入紧急状态之前的状态。
各个状态之间的切换使用状态机来实现，状态机采用三段式独热编码，其中5'b00001表示EMRG、5'b00010表示AgBr、5'b00100表示AyBr、5'b01000表示ArBg、5'b10000表示ArBy。
其接口信号如图4.2所示，clk为1Hz时钟信号；rst_n为系统复位信号，低电平有效；hold_n为紧急制动输入，低电平有效；red_a，green_a，yellow_a， red_b，green_b，yellow_b分别为AB两路的红绿黄交通信号灯输出；state表示当前交通信号灯的状态，该信号输出到倒计时模块。
图4.2 控制器模块接口
3、计数器设计
负责在时钟信号的控制下，对每一个state进行倒计时，倒计时的初值由用户设置；并将该倒计时按十位和个位分别输出。
其接口信号如图4.3所示，clk为1Hz时钟信号；rst_n为系统复位信号，低电平有效；state为控制器输出，每当state改变时，计数器重载计数初值并开始倒计时；count_h，count_l分别为倒计时数值的十位和个位，输出到数码管译码模块。
图4.3 计数器模块接口
4、数码管译码器设计
将一位十进制数转换为数码管对应的段码值，数码管采用共阳极接法。
其接口信号如图4.4所示，data为一位十进制数输入；seg为8比特段码值输出，信号按照从低到高的顺序依次为数码管的dp、seg_a、seg_b、seg_c、seg_d、seg_e、seg_f、seg_g。
图4.4 数码管译码模块接口
五、验证项
由于该设计顶层除时钟和复位信号外，仅有一个紧急制动（hold）信号，因此只需要对该信号进行验证即可。
方法：产生一个随机的时间（时间值为5000000 ± 500ns），系统运行到该时间以后，使hold_n拉低并保持10000 ± 1000ns，观察此时系统的运行状态；重复5次。
六、仿真结果
1、分频器仿真结果
图6.1分频器仿真结果
在仿真环境下使用的分频系数是100。
2、控制器仿真结果
如图6.2所示，当系统复位或初始化时，控制器会短暂的进入一个紧急状态，1s以后开始正常工作。
图6.2 复位之后仿真结果
系统正常运行仿真结果如图6.3所示，A路绿灯持续50s后进入黄灯状态，此时B路一直处于红灯状态；B路绿灯持续40s后进入黄灯状态，此时A路一直处于红灯状态。
图6.3 正常运行仿真结果
如图6.4所示，当hold按下时，系统进入紧急制动状态。此时AB两路均亮红灯，倒计时暂停；当hold释放时，系统恢复到进入紧急状态之前的状态，倒计时继续。
图6.4 紧急制动状态仿真
3、计数器仿真结果
系统正常运行时计数器各信号如图6.5所示，此时A路绿灯时间为50s，黄灯时间为5s，红灯时间45秒；B路绿灯时间为40s，黄灯时间为5s，红灯时间55秒。
图6.5 正常运行仿真结果
当出现紧急状态时，两路均停止计时；退出紧急状态后恢复计时。
图6.6 紧急状态仿真结果
4、数码管译码仿真结果
数码管采用共阳极接法：
图6.7 数码管译码仿真结果
以下是控制器的部分代码：
1 //==================================================================================================
2 // Filename : control.v
3 // Created On : 2016-06-19 10:21:38
4 // Last Modified : 2016-06-22 20:15:01
5 // Revision :
6 // Aut