硬件基础综合设计 实验：同步时序逻辑电路的仿真与设计

Question

实验：同步时序逻辑电路的仿真与设计

设计方案论述、详细设计、结果及分析

Answer 1

如下是模拟交通灯信号控制，你可以根据如下参考修改一下。

设计

交通灯信号控制是交通工具现代化的产物，在平面交叉口，为了把可能发生冲突的车流从时空上分离，必须通过交通信号对交通流进行有效的引导和调度。

设计要求：

（1） 设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求南北方向和东西方向两个交叉路口的车辆交替运行，每个方向绿灯亮30秒，两个方向能根据车流量的大小自动调节通行时间，车流量大，通行时间增加30秒，车流量小，通行时间仍然是30秒。

（2） 在路灯转为红灯时，要求黄灯先亮3秒钟，才能变换运行车道。

源码实现

#include<iostream>  
#include<windows.h>  
using namespace std;  
  
void way1(int a,int y);                         //交通灯的函数
void way2(int b);//交通灯的函数
 
int green1, green2;                             //定义交通灯的红，黄，绿灯的变量和赋初值
int yellow1, yellow2;
int red1, red2;
int green[2] = {31,61};
int yellow = 4;
int red[3] = {34,64};
 
int main()
{
    int car1, car2, car3, car4;                       //车辆数变量
    int i = 0, j;
    char d;
    cout<<endl<<"***开始模拟智能交通灯系统***"<<endl<<endl;
    while(1)
    {
        cout<<"请设置东车道车辆数：";                         //设置车辆数
        cin>>car1;
        cout<<"请设置西车道车辆数：";
        cin>>car2;
        cout<<"请设置北车道车辆数：";
        cin>>car3;
        cout<<"请设置南车道车辆数：";
        cin>>car4;
        cout<<endl<<endl;
        cout<<"******开始模拟******"<<endl;
        if((car1+car2)-(car3+car4)>10)                             //根据车辆数来选择交通灯计时函数
        {
            j = i+1;
            way1(j, i);
        }
        else if(((car1+car2)-(car3+car4)>=0)&&((car1+car2)-(car3+car4)<=10))
        {
            way2(i);
        }
        else
        {
            j = i+1;
            way1(i, j);
        }
        cout<<"若想重新设置车辆数请按Y，若退出请按N。";
        cin>>d;
        if(d == 'Y'||d == 'y')
        {
            cout<<endl;
            continue;
        }
        else if(d == 'N'||d == 'n')
            break;
    }
 
    return 0;
}
 
void way1(int a,int y)
{
    green1=green[a];                                      //先给交通灯赋初值
    green2=0;
    yellow1=yellow2=0;
    red1=0;
    red2=red[a];
    int c;
    char d;
    while(1)                                              //东西车道的交通灯
    {
        for(c=99;c>0;c--)
        {  
            cout<<endl<<"------东西车道------"<<endl; 
            if(green1>0)
            {
                if(green1==green[a])
                {
                    green1--;
                }
                else
                {
                    cout<<"   >>> 绿灯 <<< "<<green1<<" 秒\n";  
                    green1--;
                }
                if(green1==0)  
                    yellow1=yellow;  
            }  
            if(yellow1>0)  
            {  
                if(yellow1==4)  
                    yellow1--;    
                else  
                {  
                    cout<<"   >>> 黄灯 <<< "<<yellow1<<" 秒\n";  
                    yellow1--;  
                }  
                if(yellow1==0)  
                {       
                    red1=red[y];  
                }  
            }  
            if(red1>0)  
            {  
                if(red1==red[y])  
                    red1--;  
                else   
                { 
                    cout<<"   >>> 红灯 <<< "<<red1<<" 秒\n";  
                    red1--;  
                }  
                if(red1==0)  
                {  
                    green1=green[a];    
                }  
            }
            /***********************************************************************************/
            cout<<endl<<"------南北车道------"<<endl;                   //南北车道的交通灯
            if(red2>0)
            {
                if(red2==red[a])
                {
                    red2--;
                }
                else
                {
                    cout<<"   >>> 红灯 <<< "<<red2<<" 秒\n";  
                    red2--;
                }  
                if(red2==0)  
                    green2=green[y];  
            }  
            if(green2>0)  
            {  
                if(green2==green[y])  
                    green2--;    
                else  
                {  
                    cout<<"   >>> 绿灯 <<< "<<green2<<" 秒\n";  
                    green2--;  
                }  
                if(green2==0)  
                {       
                    yellow2=yellow;  
                }  
            }  
            if(yellow2>0)  
            {  
                if(yellow2==4)  
                    yellow2--;  
                else   
                {  
                    cout<<"   >>> 黄灯 <<< "<<yellow2<<" 秒\n";  
                    yellow2--;  
                }  
                if(yellow2==0)  
                {  
                    red2=red[a];    
                }  
            }  
 
 
            Sleep(1000);
            system("cls");
            
        }
        cout<<"若想继续请按C，若想返回上一级请按R。";
        cin>>d;
        if(d == 'C'||d == 'c')
        {
            cout<<endl;
            continue;
        }
        else if(d == 'R'||d == 'r')
        {
            cout<<endl<<endl;
            break;
        }
    }
}
 
 
void way2(int b)
{
    green1=green[b];
    green2=0;
    yellow1=yellow2=0;
    red1=0;
    red2=red[b];
    int c;
    char d;
    while(1)
    {
        for(c=69;c>0;c--)
        {  
            cout<<endl<<"------东西车道------"<<endl; 
            if(green1>0)
            {
                if(green1==green[b])
                {
                    green1--;
                }
                else
                {
                    cout<<"   >>> 绿灯 <<< "<<green1<<" 秒"<<endl;  
                    green1--;
                }
                if(green1==0)  
                    yellow1=yellow;  
            }  
            if(yellow1>0)  
            {     
                if(yellow1==4)  
                    yellow1--;    
                else  
                {  
                    cout<<"   >>> 黄灯 <<< "<<yellow1<<" 秒"<<endl;  
                    yellow1--;  
                }  
                if(yellow1==0)  
                {       
                    red1=red[b];  
                }  
            }  
            if(red1>0)  
            {  
                if(red1==red[b])  
                    red1--;  
                else   
                { 
                    cout<<"   >>> 红灯 <<< "<<red1<<" 秒"<<endl;  
                    red1--;  
                }  
                if(red1==0)  
                {  
                    green1=green[b];    
                }    
            }
            /***********************************************************************************/
            cout<<endl<<"------南北车道------"<<endl; 
            if(red2>0)
            {
                if(red2==red[b])
                {
                    red2--;
                }
                else
                {
                    cout<<"   >>> 红灯 <<< "<<red2<<" 秒"<<endl;  
                    red2--;
                }  
                if(red2==0)  
                    green2=green[b];  
            }  
            if(green2>0)  
            {  
                if(green2==green[b])  
                    green2--;    
                else  
                {  
                    cout<<"   >>> 绿灯 <<< "<<green2<<" 秒"<<endl;  
                    green2--;  
                }  
                if(green2==0)  
                {       
                    yellow2=yellow;  
                }  
            }  
            if(yellow2>0)  
            {  
                if(yellow2==4)  
                    yellow2--;  
                else   
                {  
                    cout<<"   >>> 黄灯 <<< "<<yellow2<<" 秒"<<endl;  
                    yellow2--;  
                }  
                if(yellow2==0)  
                {  
                    red2=red[b];    
                }    
            }  
 
 
            Sleep(1000);
            system("cls");
            
        }
        cout<<"若想继续请按C，若想返回上一级请按R。";
        cin>>d;
        if(d == 'C'||d == 'c')
        {
            cout<<endl;
            continue;
        }
        else if(d == 'R'||d == 'r')
        {
            cout<<endl<<endl;
            break;
        }
    }
}