2.3. Vorrangschaltung

VerzogerungIm Straßenverkehr musst Du bei einer roten Ampel anhalten und warten. Wie schön wäre es, wenn man in solchen Momenten die Ampel einfach auf grün schalten könnte und den anderen die Ampel auf rot stellen könnte? In manchen Ländern gibt es das tatsächlich! Nämlich für Einsatzfahrzeuge der Polizei, Feuerwehr und Krankenwagen. Aber auch für Linienbusse. Man nennt so eine Schaltmöglichkeit Vorrangschaltung, weil ein Verkehrsteilnehmer Vorrang vor allen anderen bekommt. Was geschieht aber, wenn an einer Kreuzung ein Linienbus und ein Polizeifahrzeug grün haben möchten? In diesem Fall sollte der Einsatzwagen der Polizei Vorrang vor dem Bus erhalten.

Diese Schaltung, die Du nun aufbauen sollst, bestimmt nun welches Fahrzeug Vorfahrt hat: Wir benutzen folgende Fahrzeuge: Ein Linienbus (Schalter 1), ein privater PKW (Schalter 2) und ein Polizeifahrzeug (Taster 2), die sich alle der Ampelkreuzung nähern. Je nach dem, welche der drei großen LEDs leuchtet darf nur ein bestimmtes Fahrzeug vorrangig die Kreuzung überqueren.





Realisiere eine Vorrangschaltung und benutze hierfür: Zwei Schalter, einen Taster und drei LEDs in grüner (Vorrang PKW), gelber (Vorrang Bus) und roter (Vorrang Polizei) Leuchtfarbe für die grade aktive Vorrangschaltung.

Wenn der Schalter 2 aktiv ist, und Schalter 1 und Taster 2 nicht, darf nur die grüne LED leuchten. Wenn Schalter 1 aktiv ist, und Taster 2 nicht, darf nur die gelbe LED unabhängig von dem Zustand des Schalters 2 leuchten. Wenn Taster 2 aktiv ist, darf nur die rote LED, unabhängig von den Zuständen von Schalter 2 und Schalter 1 leuchten. Mit dem Hauptschalter wird die Versorgungsspannung für das IMS-Board eingeschaltet.


Anhand der Aufgabenbeschreibung kann die Wahrheitstabelle ausgefüllt werden:

Taster 2
(T2)
Schalter 1
(S1)
Schalter 2
(S2)
LEDgrün LEDgelb LEDrot
0 0 0 0 0 0
0 0 1 1 0 0
0 1 0 0 1 0
0 1 1 0 1 0
1 0 0 0 0 1
1 0 1 0 0 1
1 1 0 0 0 1
1 1 1 0 0 1

Die Gleichungen für die LEDs sind:

aufgabe7-weg-1
aufgabe7-weg-2
aufgabe7-weg-3

Da das IMS-Board nur NAND, NOR und NOT-Gattern hat, müssen die Gleichungen anders geschrieben werden:

aufgabe7-weg-4
aufgabe7-weg-5
aufgabe7-weg-6

aufgabe7-schaltplan

aufgabe7-loesung