停车场电子车位计数器_课程设计.docx

1、沈阳工程学院课程设计设计题目：停车场电子车位计数器系 别电力学院班级电本 114 班学生姓名xxxx学号2011208416指导教师黄硕职称讲师起止日期： 2013 年 6 月 17 日起 至 2013 年 6 月 21 日止沈阳工程学院课程设计任务书课程设计题目： 停车场电子车位计数器系 别电力学院班级电本 114 班学生姓名xxxxxx学号2011208416指导教师黄硕职称讲师任务下达时间：2013 年 6 月 17日起止日期： 2013 年 6 月 17 日起 至 2013 年 6 月 21 日止停车场电子车位计数器1 设计主要内容及要求1.1 设计目地：（1）掌握可任意预置地定时显示

2、报警系统地构成、原理与设计方法；（2）熟悉集成电路地使用方法.1.2 基本要求（1）能够预置初始车位数，能够显示空余车位，从0-199；（2）在出口处里、外分别安装两个传感器（比如红外传感器）A 、B，每当有车辆进入时将顺序经过A 、B，每当有车辆出去时将顺序经过B、A ，设计电路能够区分此车辆进入还是出去.（3）进入车辆，空余车位数减1；车辆离去，空余车位数加1.1.3 发挥部分（1）能区分出入地是车辆还是人员；（2）逻辑故障屏蔽电路；（3）其他 .2 设计过程及论文地基本要求：2.1 设计过程地基本要求（1）基本部分必须完成，发挥部分可任选2 个方向：（2）符合设计要求地报告一份，其中包括

3、逻辑电路图、实际接线图各一份；（3）设计过程地资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交；报告地电子档需全班统一存盘上交 .2.2 课程设计论文地基本要求（1）参照毕业设计论文规范打印，文字中地小图需打印.工程齐全、不许涂改，不少于 3000 字.图纸为 A3 ，附录中地大图可以手绘，所有插图不允许复印.（2）装订顺序：封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文（设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算（重要）、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍）、小结、参考文献、附录（逻辑电路图与实际接线图）.3 时间进度安排顺序阶段日期1 2013.6.172 2013

4、.6.183 2013.6.194 2013.6.205 2013.6.21计划完成内容备注讲解主要设计内容，学生根据任务书做出原始框图检查框图及初步原理图完成情况，讲解及纠正错误检查逻辑图并指出错误及纠正；讲解接线图绘制及报告书写继续修正逻辑图，指导接线图绘制方法，布置答辩答辩、写报告2013.6.23沈阳工程学院数字电子技术 课程设计成绩评定表系（部）： 电力学院班级：电本 114学生姓名：xxxxx指导教师评审意见评价体要求权重评分加权具分内容调研能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设论证计方案和日程安排 .工作工作态度认真，遵守纪律，出勤情况是否良能力好，能够独立完成设计工作，态度工作

5、按期圆满完成规定地设计任务，工作量饱量满，难度适宜 .说明说明书立论正确，论述充分，结论严谨合书地理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，质量编号齐全，图表完备，书写工整规范 .指导教师评审成绩加权分合计（加权分合计乘以分12）指导教师签名：年 月 日评阅教师评审意见评价具体 要 求权重评分加权内容分查阅查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料地文献能力工作工作量饱满，难度适中 .量说明说明书立论正确，论述充分，结论严谨合书地理，文字通顺，技术用语准确，符号统一，质量编号齐全，图表完备，书写工整规范 .评阅教师评审成绩分加权分合计（加权分合计乘以8）评阅教师签名：年 月 日课程设计总评成绩分中文摘要

6、本次课程设计地题目是停车场电子车位计数电路，实际上是对计数器功能设计地延伸，主要工作部分是计数器地设计，由于空余停车位数要求可加可减，因此采用十进制可逆计数器.课设要求只有0199 个停车位，因此在空余车位地显示上最多只能显示199 个车位 .在信号转换电路中，采用地是555 定时器组成地施密特触发器，模拟车辆进出时通过红外遥感地断开闭合形成地脉冲信号，对输入地信号进行整形，通过两个开关控制车辆地进与出，输出信号输送到可逆计数器中，进行加或减计数，每个可逆计数器可以显示09 个数，整个电路由3 个十进制互逆计数器联级组成，从左到右分别为百位，十位，个位.可逆计数器地输出信号传输到译码器，然后译

7、码器将输出地8421BCD 码转换成共阴极七段数码管需要地逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够地工作电流，最后数码管把十进制数显示出来.当电路接通时，首先给计数器进行预置，将百位上地数字预置为1，即表示停车场地显示器就显示有199 隔空车位，然后开始通过555 定时器给一定地脉冲让计数器还是计数，通过开关地控制，来改变时进车还是出车.当显示器上地数字为000 时，则表示停车场没有空余地车位供停车停放 .关键词可逆计数电路，译码电路，共阴极数码显示器，编码器，目录.I.IV1.1.1.1.2.1.2.1.1.2.2.1.2.3.2. .3.34. .44.144.2.54.3.64.3.1

8、.64.3.2.65/ . .96.107. .117.174LS192. . . . 117.2 74LS38.137.3555.14.18.20.21.22A1 multisim2211.11.21.2.112.1.2.210-1992AB ABBA.311.1.2.3 发挥部分（1）能区分出入地是车辆还是人员；（2）逻辑故障屏蔽电路；（3）其他2 设计思路我设计地停车场空位显示电路由四部分组成，即信号地提供部分、计数部分、译码部分、显示部分所组成地.（1）信号地提供部分：通过555 定时器提供输入信号，并将输入地信号提供给可逆计数器 .（1）计数部分：用三个可逆计数器74LS192 联级

9、组成， 100 进制可逆计数电路，达到设计要求地0-199 个车位数，听过车辆地进出来改变计数器地计数，从而将信号传送给译码器.（2）译码部分：用七段式译码器74LS48 将 8421BCD 码转化为七段式共阴极数码管需要地逻辑状态地二进制代码.（3）显示部分：采用共阴极七段式显示器，将二进制码以十进制地形式显示出来，通过显示器上地数字变化，得到停车场内还有多少个可以提供停放地车位 .3 设计方框图显示器入车脉冲信号出车脉冲信号译码器可 逆 计数器4 各部分电路设计及参数计算4.1 信号提供地设计电路（信号提供电路图）输入信号地提供是同555 定时器来提供地 .当接通电源后，电容C 被充电，当

10、 VC 上升到 2V/3 是，使用 V0 为低电平，同时放电三极管T 导通，此时电容C 通过 R2 和 T 放电， Vc 下降 .当 Vc 下降到 VCC 时， V0 翻转为高电平 .电容器C 放电所需地时间为 :t pl rR2C ln 2 0.7R2C .当放电结束时， T 截止， VCC 将通过 R2，R1向电容器 C 充电， Vc 由VCC/3 上升到 2VCC/3 所需要地时间为：t pl (R1 R2 )C ln 2 0.7( R1R2)C11.43震荡频率： f(R1 2R2 )Ct pLt pH4.2 可逆计数电路地设计图 4.2 可逆计数电路一、由于停车区间共有199 个车位

11、，所以三片74LS192 计数器联级可组成进地计数器，每个可逆计数器都是十进制地计数器，计数地范围都是由0到 9.可以满足整个停车区间地计数.二、 因为题目要求停车位有199 个 ，所以将三个可逆计数器从左到右分别为百位，十位，个位 .并且将百位，十位，个位分别预置为1,9,9，三个数字 .而后通过 555 定时器地输入信号地输入让可逆计数器来计数.三、当电路开始运行前，将开光打到下面，是开始地预置为199，并且当显示器上地数字增加时开关仍然在下面.当给一个进车地信号时就将开关打到上面，这样就能控制百位上地数字只有1 和 0，并且能使在100 捡到 99 时百位由 1 变为 0.四、可逆计数器

12、地工作原理是当地位地数字到9 时，可逆计数器可以将数字进位（ UP 连在 OC 上），当低位地数值捡到0 时，可以向上一级借位（down 连在 ob 上） .4.3 译码显示电路地设计及计算4.3.1 译码显示电路地设计每当计数器进行加（或减1）计数时，译码器地输入端接到计数器地输出8421BCD 码，将其转化为二进制数，再由显示器显示出二进制数.与联级计数器十位、百位相连地译码器灭零端接低电平使显示器上十位、百位为零时不显示零 .4.3.2 译码显示电路地计算显示器地工作电压为1.6V，译码器接地高电平为5V ，则加在电阻两端地电压为V=5-1.6V=3.4V .显示器地工作电流为几十毫安，

13、则所加电阻地阻值为R=U/I=3 .4V/20 mA=170 图 4.3 译码显示电路而课设要求地是0-199 隔空车位，则需要进行预置，预置完之后，计数器输出地最大值就变为199：当停车地停车位为0 时：5 工作过程分析由于本次设计地要求是设计0 199 地电子车位计数器，所以用3 个74LS192 连起来组成计数器部分，给百位预置数为1，接通电路后，先给百位进行数值预置，当第一级计数器地CPU 端接收到脉冲信号时，计数器进行加法计数；当计数器地CPD 端接收到脉冲信号时，计数器进行减法计数和加法计数.第一级计数为9 时下一个脉冲到来时，第一级计数器加1 进位变零，向上一级进位；减法计数时，

14、当第一级计数器为0 时，下一个脉冲到来时，上一级计数器借位，第一级从10 减 1 变为 9，当计数电路处于计数状态，有车进入时,将对红外遥感进行开 断地作用，再由 555 触发器产生一个脉冲传到可逆计数器74LS192 地 CPD 端，计数器进行减 1 计数，计数器地输出端与译码器74LS48 相连，译码器将计数器输出地8421BCD 码转化为对应字段地输出，在于七段式显示器相连，数码管一使劲指数显示出当前地车位空位数.当有车离开停车场时，555 产生地脉冲传到可逆计数器 74LS192 地 CPU 端，计数器进行加1 计数，通过译码显示电路显示出当前地车位空位数，较划卡前多出1 空位.6 元

15、器件清单序号元件名称规格及用途数量1定时器LM555CN1 片2计数器74LS192N6 片345678译码器74LS48显示器SEVEN-SEG-COM-K电阻排RPACK7 300单刀双掷开关SPDT单刀单掷开关SPST导线7 主要元器件介绍3 片3 片3 个3 个0 个若干7.1 可逆计数器 74LS192计数开始时，先在 RD 端输入一个正脉冲，此时两个计数器均被置为0 状态 .此后在 LD 端输入 “ 1，”RD 端输入 “ 0，”则计数器处于计数状态.在个位地 74LS192(1)地 CU 端逐个输入计数脉冲CP，个位地74LS192 开始进行加法计数 .在第 10 个 CP 脉冲

16、上升沿到来后，个位74LS192 地状态从1001 0000，同时其进位输出从01.此上升沿使十位地74LS192(2)从 0000 开始计数，直到第100 个 CP 脉冲作用后，计数器由1001 1001 恢复为00000000，完成一次计数循环.当第一级计数器地CPU 端接收到脉冲信号时，计数器进行加法计数；当计数器地CPD 端接收到脉冲信号时，计数器进行减法计数和加法计数 .第一级计数为9 时下一个脉冲到来时，第一级计数器加1 进位变零，向上一级进位；减法计数时，当第一级计数器为0 时，下一个脉冲到来时，上一级计数器借位，第一级从10减1变为 9，7.1.1 引脚图图 7.1 （ a）引

17、脚图和 (b)逻辑符号7.1.2 功能表表 7.1 74LS192功能表输入输出MPPPPQQQQR321032101000000 d c b a d c b a011 加计数011 减计数7.1.3 功能介绍74LS192 同步十进制可逆计数器具有双时钟输入，可以执行十进制加法和减法计数并具有清除、置数等功能.当清除端CR=1 时，计数器直接清零（称为异步清零）.执行其它功能时，CR=0.当 CR=LD=0 时，数据直接从输入端DA 、 DB 、 DC 、 DD 置入计数器；当CR=0、 LD=1 时，执行计数功能.当CPD=1 时，计数脉冲由加计数端CPD 输入，在计数脉冲上升沿按8421

18、 编码执行十进制加法计数 .当 CPU=1 时，计数脉冲由减法计数端CPD 输入，在计数脉冲上升沿按 8421 编码执行十进制减法计数.真值表：MRPLCPUCPDHXXXLLXXLHHHLHHLHH7.2 74LS38 译码器引脚介绍：MODE 工作模式Reset (Asyn.)清除Preset (Asyn.)预置No Change保持Count Up 加计数Count DowN 减计数引出端符号A0 A3 译码地址输入端BI/RBO 消隐输入（低电平有效）/脉冲消隐输出（低电平有效）LT 灯测试输入端（低电平有效）RBI 脉冲消隐输入端（低电平有效）Ya Yg 段输出7.3555集成定时器

19、7.3.1 引脚图7.3.2 基本原理各引脚地功能1 脚：外接电源负端VSS 或接地，一般情况下接地.2 脚： TL 低触发端3 脚：输出端 Vo4 脚： R D 是直接清零端 .当 R D 端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TL 、TH 处于何电平，时基电路输出为“ 0，”该端不用时应接高电平.5 脚： VC 为控制电压端 .若此端外接电压，则可改变内部两个比较器地基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01 F电容接地，以防引入干扰.6 脚： TH 高触发端7 脚：放电端 .该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容地放电.8 脚：外接电源VCC ，双极型时基电路VCC 地范围是 4

20、.5 16V ，CMOS型时基电路 VCC 地范围为 3 18V.一般用 5V.555 定时器地内部电路由分压器，电压比较器C1 和 C2，简单 SR 锁存器，放电三极管 T 以及缓冲器 G 组成 .三个 5 千欧地电阻串联组成分压器，为比较器C1C2 提供参考电压 .当控制电压端（ 5）悬空时，比较器C1C2 地基准电压分别为 2Vcc/3 和 Vcc/3.管脚 6 为 C1 地信号输入端，称为阈值输入端；关脚2 是比较器 C2 地信号输入端，称为触发输入端.如果控制电路电压端（5）外接电压v,则比较器电压C1 C2 地基准电压就变为v 和 v/2.比较器 C1 C2 地输出控制 SR 锁存

21、器和放电三极管 T地状态.放电三极管T 为外接电路提供放电通路，在使用定时器时，该三极管地集电极（ 7 脚）一般都要飞、外接上拉电阻.4 管脚为直接复位输入端，当其为低电平时，不管其他输入端地状态如何，输出端即为低电平 .当 vi1 大于 2Vcc/3， vi2 大于 Vcc/3 时，比较器 C1 输出低电平，比较器C2输出高电平，简单SR 锁存器 Q 端置 0，放电三极管 T 导通，输出端为低电平 .当 vi1 小于 2 Vcc /3，vi2 小于 Vcc/3 时，比较器 C1 输出高电平， C2 输出低电平，简单 SR 锁存器置 1，放电三极管截止，输出端为高电平 .当 vi1 小于 2

22、Vcc /3 ，vi2 大于 Vcc/3 时，简单 SR 锁存器 R=1,S=1 锁存器状态不变，电路保持原状态不变 .7.3.3 功能表输入输出阀值输入触发输入复位输出放电管 T00导通 2 Vcc 2 Vcc 1 Vcc3310导通 1 Vcc331不变不变7.3.4 施密特触发器地工作原理施密特触发器常用来完成波型变换和幅度鉴别等工作.1 脚为接地端 ,2 脚为触发输入端 ,3 脚为输出端 ,5 脚为控制电压端 ,8 脚为电源端 .触发方式为电平触发 .工作原理：脉冲产生地信号由于某些原因不可能出现正规地方波信号，而计数器实现功能预置需要正规地方波信号，所以需要一个波形整形电路.为了降低

23、计数器地误差，计数器功能设置端所接收地有效信号不能大于脉冲很多.所以我选择了由555 定时器组成地施密特触发器做为此部分地整形和输出主体.所输出地方波信号送至计数器地加减时钟端.在这个振荡电路中 ,每进或出一辆车都给振荡电路一个低平脉冲,利用其波型变换地功能 ,使其输出为高电平加到计数器上,使计数器正常工作进行加减.如果输入由 0V 开始逐渐增加，当输入小于 Vcc/3 时，输出为高电平；输入继续增加，如果输入大于 Vcc/3 而小于 2Vcc/3,输出维持高电平不变；输入再增加，一旦大于 2Vcc/3,输出就由高电平跳变为低电平；之后输入再增加电路输出保持低电平不变 .如果输入由大于2Vcc

24、/3 地电压值逐渐下降，只要输入大于Vcc/3 而小于2Vcc/3，电路输出状态不变，仍为低电平；只要当输入小于Vcc/3 时，电路才再次翻转，输出由低电平跳变为高电平.U138VCCVCC4RSTOUT33V7DIS6THRVCCR110k 82TRIU9VCC5CONLM555CM4RSTOUT3327DIS6THR2TRI315CONC1100nFGND1C2C11uF10nF0VCC3VGND1LM555CN图 4.1施密特触发器简化连接电路VCCR210k 8U77.3.5 设计地电路图VCC4RSTOUT3357DIS366THR2TRI345CONC4C31uF10nF GNDL

25、M555CN10图 4.2.2 施密特触发器简化地电路触发器由其2 脚接收发出地信号，由3 脚接连在可逆计数器地加减时钟端，进而开始工作 .小 结停车场空位显示电路是一种切实可行地电子电路.它主要由信号地输入、计数电路、译码电路、显示电路及组成.我认为这次停车场地空位显示电路这要地难点是计数部分和信号地提供部分.在这次课设地计数部分，因为它不是单一地加计数或减计数，而且随进车、出车而相应地减、加计数，所以我们所用地计数器是可逆计数器，来满足我们停车场空位显示电路地要求.本次课程设计极大地锻炼了我自主学习地能力.刚看到设计题目地时候，感觉很茫然，因为图书馆及网上均未找到与停车场空位显示电路直接相

26、关地资料.通过对设计要求地分析及查阅所搜集到地资料，我意识到搜集地资料不是现成地让你来照用地，而是在你设计过程中提供思路地.停车场空位显示电路就是一种实用地电子显示电路，它得采用可逆计数器，然后我从网上查找到可逆计数器74LS192 地相关资料，借鉴一些使用电子电路地例子设计出了一个简单地电路，在老师地指导下，经过多次修改，最终设计出了该电路 .在这次地停车场车位计数器中，我们小组地各个组员齐心协力，共同合作，攻克了一个又一个地难关，从最开始地对数字电子技术地每种原件地不了解，到去图书馆，上网对每种原件地学习，再到了解74LS192，555 定时计时器合成地施密特触发器和74LS48N，每一步都见证着我们地成长，我们地努力我们地付出没有白白浪费，最终工科了每一种原件地属性，连接方式，举一反三地进行联想和努力 .我们这次地工科主要是在上几届学长地模版中进行学习和分析，首先是对停车场车位计数器地了解和尝试，对每一种理论进行分析和领悟，最终我们选择了一个较为合适地原理图，选择了更加合适地原件搭配.同时，对每一种合适地方法都不错过，对每一个学习地机会都不放过，这一次地学习，对于我以后学习数字电子技术将是一次难以忘怀地提升.很庆幸能