تحديد الحالات

جزء من قسم الأساسيات في رحلة Verilog على Coddy — الدرس 79 من 90.

التحدي

وحدة التحكم في الإشارات الضوئية (traffic light controller) هي آلة حالات محدودة (finite state machine) تنتقل بين حالات الإضاءة المختلفة (الأحمر، الأصفر، الأخضر) وفق فترات زمنية محددة. آلة الحالات المحدودة (FSM) هي دائرة يمكن أن تكون في حالة واحدة من بين عدد محدود من الحالات (states). وتتغير من حالة إلى أخرى بناءً على المدخلات أو التوقيت الزمني.

في هذا المشروع، ستصمم وحدة تحكم في الإشارات الضوئية لتقاطع بسيط. تحتوي الإشارة الضوئية على ثلاثة مخرجات:

الإشارة	`Output`	المعنى
Red	`red = 1`	توقف
Yellow	`yellow = 1`	احذر
Green	`green = 1`	انطلق

تتغير الإشارات بهذا الترتيب:

Green → Yellow → Red → Green → …

تسلسل التوقيت

`State`	المدة	الحالة التالية
Green	30 ثانية	Yellow
Yellow	10 ثوانٍ	Red
Red	40 ثانية	Green

في هذا الدرس، ستحدد الحالات لوحدة التحكم في الإشارات الضوئية.

تحتوي الإشارة الضوئية على ثلاث حالات ممكنة:

`State`	الإشارة	الكود
Green	الإشارة الخضراء تعمل	2'b00
Yellow	الإشارة الصفراء تعمل	2'b01
Red	الإشارة الحمراء تعمل	2'b10

أكمل الـ module بإضافة الأجزاء الناقصة.

الخطوات المطلوبة:

حدد ترميز الحالات: 0=Green، 1=Yellow، 2=Red

Declare register بعرض 2-bit باسم state
Declare register بعرض 6-bit باسم counter (للتوقيت الذي يصل إلى 40 ثانية)
أضف assignments المخرجات:
- عندما تكون state هي 0: green = 1، yellow = 0، red = 0
- عندما تكون state هي 1: green = 0، yellow = 1، red = 0
- عندما تكون state هي 2: green = 0، yellow = 0، red = 1

جرّب بنفسك

module traffic_light (
  input clk,
  input reset,
  output reg red,
  output reg yellow,
  output reg green
);
  // TODO: المهمة 1 - تعريف سجل الحالة (2 بت)
  
  // TODO: المهمة 2 - تعريف سجل العداد (6 بت)
  

  // TODO: المهمة 3 - تعيينات المخرجات باستخدام case (state)
  // الحالة 0: green=1, yellow=0, red=0
  // الحالة 1: green=0, yellow=1, red=0
  // الحالة 2: green=0, yellow=0, red=1

endmodule