HDL（Hardware Description Language，硬件描述語言）是一種描述硬件所做工作的語言。目前，電子系統向集成化、大規模和高速度等方向發展，以硬件描述語言和邏輯綜合為基礎的自頂向下的電路設計方法在業界得到迅猛發展，HDL在這種形勢下顯示出了巨大的優勢，展望將來HDL在硬件設計領域的地位將與C和C++在軟件設計領域地位一樣，在大規模數字系統的設計中，它將逐步取代傳統的邏輯狀態表和邏輯電路圖等硬件描述方法 而成為主要的硬件描述工具。

　　Verilog HDL是工業和學術界的硬件設計者所使用的兩種主要的HDL之一，另一種是VHDL。現在它們都已成為IEEE標準。兩者各有特點，但Verilog HDL擁有更悠久的歷史、更廣泛的設計群體，資源也遠比VHDL豐富，且非常容易學習掌握。

　　Quartus II 是Altera公司的綜合性PLD/FPGA開發軟件，支持原理圖、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（Altera Hardware Description Language）等多種設計輸入形式，內嵌自有的綜合器以及仿真器，可以完成從設計輸入到硬件配置的完整PLD設計流程。Quartus II可以在XP、Linux以及Unix上使用，除了可以使用Tcl腳本完成設計流程外，提供了完善的用戶圖形界面設計方式。具有運行速度快，界面統一，功能集中，易學易用等特點。Quartus II支持Altera的IP核，包含了LPM/MegaFunction宏功能模塊庫，使用戶可以充分利用成熟的模塊，簡化了設計的復雜性、加快了設計速度。對第三方EDA工具的良好支持也使用戶可以在設計流程的各個階段使用熟悉的第三方EDA工具。 此外，Quartus II 通過和DSP Builder工具與Matlab/Simulink相結合，可以方便地實現各種DSP應用系統；支持Altera的片上可編程系統（SOPC）開發，集系統級設計、嵌入式軟件開發、可編程邏輯設計于一體，是一種綜合性的開發平臺。

　　所選題目有關交通信號燈。 1858年，在英國倫敦主要街頭安裝了以燃煤氣為光源的紅，藍兩色的機械扳手式信號燈，用以指揮馬車通行。這是世界上最早的交通信號燈。1868年，英國機械工程師納伊特在倫敦威斯敏斯特區的議會大廈前的廣場上，安裝了世界上最早的煤氣紅綠燈。它由紅綠兩以旋轉式方形玻璃提燈組成，紅色表示“停止”，綠色表示“注意”。1914年，電氣啟動的紅綠燈出現在美國。這種紅綠燈由紅綠黃三色圓形的投光器組成，安裝在紐約市5號大街的一座高塔上。紅燈亮表示“停止”，綠燈亮表示“通行”。1918年，又出現了帶控制的紅綠燈和紅外線紅綠燈。帶控制的紅綠燈，一種是把壓力探測器安在地下，車輛一接近紅燈便變為綠燈；另一種是用擴音器來啟動紅綠燈，司機遇紅燈時按一下嗽叭，就使紅燈變為綠燈。紅外線紅綠燈當行人踏上對壓力敏感的路面時，它就能察覺到有人要過馬路，紅外光束能把信號燈的紅燈延長一段時間，推遲汽車放行，以免發生交通事故。

　　信號燈的出現，使交通得以有效管制，對于疏導交通流量、提高道路通行能力，減少交通事故有明顯效果。交通信號燈對世界有秩序的運行下去有著重要的意義。

　　一、設計要求

　　交通信號燈設計

　　基本要求：1）設計一個交通紅綠燈。要求分主干道和支干道，每條道上安裝紅（主：R，支：r）綠（主：G，支：g）黃（主：Y，支：y）三種顏色燈，由四種狀態自動循環構成;

　　2）在交通燈處在不同的狀態時，設計一個計時器以倒計時方式顯示計時，主干道上綠燈亮30S，支干道上綠燈亮20S。每個干道上，在綠燈轉為紅燈時，要求黃燈先亮5S。

　　在完成基本要求的基礎上，可進一步增加功能、提高性能，如綠燈亮的時間可調。

　　二、設計分析

　　城市十字交叉路口紅綠燈控制系統主要負責控制主干道走向和從干道走向的紅綠燈的狀態和轉換順序，關鍵是各個狀態之間的轉換和進行適當的時間延時，正是基于以上考慮，采用如下設計：

　　S0：當主干道走向的綠燈亮時，從干道走向的紅燈亮，并保持30s

　　S1：當主干道走向的黃燈亮時，從干道走向的黃燈亮，并保持5s

　　S2：當主干道走向的紅燈亮時，從干道走向的綠燈亮，并保持20s

　　S3：當主干道走向的黃燈亮時，從干道走向的黃燈亮，并保持5s

　　在S3結束后又回到（1）狀態，并周期重復進行。