🚦 Проект: светофор-автомат
Задача. Перекрёсток: автоматический цикл красный → красный+жёлтый → зелёный → жёлтый, кнопка пешехода вклинивает фазу «пешеходный зелёный». 3 урока. Главное понятие проекта — конечный автомат: программа, зашитая в железо.
Архитектура
[555 такт] ─► [счётчик состояний 74HC161] ─► [декодер 74HC138] ─► состояния S0…S5
▲ │
[логика переходов] ◄── S-линии ─────┘──► [логика ламп] ─► LED
▲
[SR-защёлка «пешеход ждёт»] ◄── кнопкаДиаграмма состояний рисуется до схемы — это и есть проектирование FSM: кружки-состояния, стрелки-переходы, у каждого состояния — набор горящих ламп (таблица «состояние → лампы» реализуется на OR: красный горит в S0 или S1 и т.д.).
План
| Урок | Блок | Приёмка |
|---|---|---|
| 1 | Диаграмма состояний + симулятор | Все переходы верны в CircuitVerse |
| 2 | Счётчик+декодер+лампы | Цикл крутится сам |
| 3 | Пешеходная защёлка + защита | Кнопка «дожидается» своей фазы, не ломая цикла |
Уровни
⭐⭐ базовый: цикл без пешехода. ⭐⭐⭐: пешеходная фаза по защёлке. ⭐⭐⭐⭐: разная длительность фаз (детектор состояния переключает частоту 555 или пропускает такты).
Смысловой итог 8 класса (проговаривается на защите): светофор исполняет «программу», намертво зашитую в соединениях. В 9 классе программу вынесем из проводов в память — и железо станет универсальным. Это и есть идея компьютера.