交通灯设计：时序逻辑电路实现与控制功能

在"第二部分时序逻辑电路部分-交通灯设计"的实验中，学生柯友爱针对电气10801班的综合设计实验，旨在通过实践操作提升对组合逻辑和时序逻辑电路的理解及应用。实验的核心是设计一个十字路口的红绿黄三色交通灯控制系统，它包含以下几个关键知识点： 1. 实验目的： - 掌握组合逻辑电路的设计，如逻辑门、编码器、译码器、选择器和计数器的使用。 - 熟悉时序逻辑电路设计，包括状态产生及其转换电路，如倒计时电路和状态输出电路。 - 增强数字系统综合设计能力，包括软件仿真和硬件安装调试。 2. 实验步骤： - 方案设计：在课余时间完成，包括问题描述，功能分析和设计任务要求，如定义交通灯状态、状态转换以及信号灯时间设定。 - 组合逻辑电路设计：设计基本功能电路，如红绿黄灯的切换逻辑。 - 时序逻辑电路设计：实现倒计时功能和特殊状态控制，比如紧急车辆优先通过的处理。 - 电路模块图设计：根据功能需求划分各个模块，如控制逻辑、计时逻辑等。 - 实现与调试：利用CPLD/FPGA可编程器件，将理论设计转化为实际电路，并进行软件仿真和硬件调试。 3. 实验元器件： - 中、小规模数字电路元件，如74系列集成电路。 - CPLD (复杂可编程逻辑器件) 或 FPGA (现场可编程门阵列)，用于实现自定义逻辑功能和灵活的定时控制。 4. 功能特性： - 红绿黄灯按照预设时间交替点亮和熄灭，保证交通流畅。 - 特殊状态控制：支持紧急车辆优先，切换到特殊模式时强制红灯同时亮起，禁止其他车辆通行。 - 时间预置功能：允许动态调整信号灯的亮灯时间。 - 故障报警：可选功能，检测并报告交通灯状态异常。 通过这个实验，学生不仅可以深入理解数字电路工作原理，还能锻炼设计思维和动手能力，为今后在实际工程中应用类似技术打下坚实基础。