简易停车场车位管理系统的设计

课程名称电子技术综合课程设计院（系）专业班级学号_姓名课程设计题目简易停车场车位管理系统的设计课程设计时间:_年_月_日至年_月_日课程设计的内容及要求：一、设计说明设计一个能够实施显示停车场空余车位信息的简易系统。简易停车场车位管理系统的工作原理框图如图1所示。主要包括数字控制及显示部分、方向识别电路两大。系统通过传感器根据汽车出入产生的不同传感器信号经过方向鉴别电路实现停车场停车数量的实时显示。手动调整部分为人工干预停车数量的备用设置。图1简易停车场车位管理系统工作原理框图二、技术指标设一个强制清空键。清空后，显示停车场最大泊车位数（如40）.设两个手动调整键个位、十位），方便调整现场实际空余泊车位数，此键应去抖动，两位LED显示。设计一个方向识别电路供加/减计数器使用，进车后空余的泊车位数目减1,出车后空余的泊车位数目加1。当无空位时应将无空位告警提示灯点亮，此时若有车强行进入，无空位状态要保持不变，若有出车自动解除无空位状态。设计两个红外线光发射/接收传感器电路供方向识别电路使用，传感器的输出信号可由两路高低电平信号代替。三、设计要求在选择器件时，应考虑成本.根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。主要器件：（1可逆计数器；（2）译码器；（4）555四、实验要求根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路.进行实验数据处理和分析.五、推荐参考资料1。姚福安.电子电路设计与实践［M］。济南：山东科学技术出版社，21年阎石.数字电子技术基础［ML北京：高等教育出版社,26年刘贵栋主编。电子电路的Multisim仿真实践［M］.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，28年4。童诗白、华成英主编.模拟电子技术基础［M］.北京:高等教育出版社，27年。六、按照要求撰写课程设计报告指导教师年月日负责教师年月日学生签字年月日成绩评定表评语、建议或需要说明的问题：指导教师签字：日期：成绩一、概述停车场车位管理需要解决进车和出车计数功能，并同步显示剩余车位数，当进车数达到停车场最大车位数时，能够锁定状态停止减法计数，而加法计数保持不变，并进行警报；当出车数达到最大车位数时，能够锁定状态停止加法计数，加法计数保持不变。同时还能够进行手动调整现场实际空余车位数，并有一个清空键，显示最大车位数。本文设计电路能够完成以上要求和功能二、方案论证设计一个能够实施显示停车场空余车位信息的简易系统。简易停车场车位管理系统的工作原理框图如图1所示。主要包括数字控制及显示部分、方向识别电路两大。系统通过传感器根据汽车出入产生的不同信号经过方向鉴别电路实现停车场停车数量的实时显示。手动调整部分为人工干预停车数量的备用设置。警报显示电路P

U可逆计数器电/9路显示电路P

U可逆计数器电/9路锁脉冲方向识别电

路信号输入<I<=清零图1手动停车场车位管理系统工作原理框图三、电路设计双向选择电路双向选择电路如图2所示是由一个数据选择器，两个开关，六个非门和一个电源组成的。能够实现进车出车的方向识别，输出信号使计数电路实现加减计数。当没有车进入时，开关J1、J4分别接在低电平，经过U2/U1/U3/U13的延时作用，1Y/2Y输出低电平，经过U4、U14输出高电平；进车时，J4先接高电平，J1后接高电平，J4随后接低电平，J1再接低电平，这时1Y输出一个低电平脉冲,经过非门输出高电平脉冲；出车时,J1先接高电平，J4后接高电平,J1随后接低电平，J4再接低电平，这时2Y输出一个低电平脉冲，经过非门输出高电平脉冲。1G和2G两个端与J1、J4相连，保证数据选择器分别工作.1C0/1CO1/1C2/1C3和2CO/2C1/2C2/2C3接成01和10形式，使得1Y/2Y分别输出高低电平.图2双向选择电路手动调整电路手动调整电路如图3所示是由一个555，两个电源，两个开关，两个电容,一个电阻组成的。实现手动调整功能°J2,J3是手动开关，分别调整个位和十位。图3手动调整电路在没使用时，开关接至低电平,555输出高电平，进行车位调整时，开关接至高电平，随即松开，555输出端输出一个低电平信号，随后恢复为高电平，形成一个脉冲信号.计数电路计数电路如图4所示是由两个74LS192D，一个电源，两个与门，两个或门组成的。接受来自方向识别电路，手动调整电路和锁脉冲电路的电平信号，以实现进车加数，出车减数，手动调整数，和锁定计数功能。图4计数电路U17接入手动和自动电路信号，无调整信号时,输出为高电平，当有信号时,输出为低电平信号，接至U23，当计数器未达到99时，锁脉冲电路输出低电平，这时方向识别电路和手动调整电路的信号通过或门输出至加法计数端，输出QA/QB/QC/QD相应输出信号，若均无加法计数信号，则或门输出高电平,计数器能进行减法计数，当计数器计至99时，锁脉冲电路输出高电平，通过或门输出高电平，这时方向识别电路和手动调整电路的信号无法通过或门，就无法进行加法计数，但减法计数仍然可以;U27接至方向识别电路和锁脉冲电路，当计数器未计至是，锁脉冲电路输出低电平,方向识别电路的信号可以通过或门加至减法计数端，当计数电路计至是锁脉冲电路输出高电平信号，方向识别电路的信号无法通过或门，就无法进行减法计数，但是可以进行加法计数；U28接U5的进位输出端和手动调整电路，无调整时，U5产生一个循环即输出进位信号，可以通过与门加载到加法计数端，形成加法计数信号，无进位信号时，输出高电平，手动调整电路的信号可以通过与门加载到加法计数端；U6的减法计数端接至U5借位输出端,当U5减少一个循环时，则输出一个借位信号使U6进行一次减法计数；U5、U6的输入端ABCD均接成11，当置数端截至低电平时，进行置数99。4显示电路显示电路如图5所示由两个数码管，两个7448N译码器和两个电阻器，一个电源组成的.实现将计数器传来的信号翻译并在数码管上显示出来。图5显示电路当有信号时，译码电路即进行译码操作，输出至数码管。电源即电阻是数码管进行正常工作。5。锁脉冲电路锁脉冲电路图6所示是由三个与门组成的.实现当显示为时，计数电路停止减法计数.99锁脉冲电路如图7所示是由六个或门和一个或非门组成的，以实现当显示为99时，计数电路停止加法计数。图6锁脉冲电路当计数器计数至99时,QA/QD均为高电平，通过与门输出也是高电平；当计数器不是99时，则QA/QD端不同时为高电平，通过与门输出低电平.图799锁脉冲电路当计数器计至时，QA/QB/QC/QD输出为低电平，则通过U20/U21、U25/U26输出也为低电平，U24/U19输出也为低电平，通过U30输出为高电平；当计数器不是时，通过与门输出高电平，与非门输出低电平。6。警报电路警报电路如图8所示是由一个红灯组成的,当计数器计到时，红灯亮，表示警报，无空余车位.图8警报电路当计数至时U30输出高电平，红灯亮。7。清零电路清零电路如图9所示是由一个电源和一个开关组成的，以实现清零功能。图9清零电路开关在接至电源时，输出高电平，计数器正常工作；开关接地时，输出低电平,计数器被置数99。四、性能的测试进车信号测试测试点在端U14处，检测在进车时有无电平信号变化.使用示波器检测电平信号的变化。如图10所示，进车时有电平信号变化，数码管显示数字进一位。图10进车信号电平测试出车信号测试测试点在端U4处，检测在出车时有无电平信号变化。使用示波器检测电平信号的变化。如图11所示，出车是有电平变化，数码管显示数字减一位。图11出车电平信号测试清零性能测试测试清零开关能否正常工作.开关J5接至低电平，显示器显示99即停车场最大车位数，能正常工作。如图12所示.图12清零性能锁脉冲电路性能测试计数器计数至时，能否锁定电路。计数至,继续出车测试，数码管数字不变，进车测试数码管开始变化并进一位。如图13所示。图13锁脉冲电路测试99锁脉冲电路性能测试计数器计数至99时，能否锁定电路。计数至99,继续进车测试，数码管数字不变，出车测试，数码管开始变化并减一位。如图14所示.图1499锁脉冲电路测试警报电路性能测试测试当计数至时，警报电路能否提供警报。计数至，红灯亮，警报电路正常工作，非时，红灯不亮。如图15所示.图15警报电路测试手动调整电路性能测试测试手动调整电路能否正常工作。当开关J2闭合后松开，数码管U11产生进位即加一位数；开关J3闭合后松开，数码管U10产生进位即加一位数，最后可以达到〜99之间任意数。图16手动调整电路测试五、结论本文设计的电路能够实现清零功能，并显示最大车位数99;还能够自动判别车辆进出方向，实现相应的加减计数功能，同时显示空余车位数；有手动调整功能，用来调整现场实际车位数；还有警报功能，当空余车位数为0时，红灯亮，警报无空余车位，同时实现锁定功能，不再进行减法计数；当空余车位数为最大车位数时，锁定并不再进行加法计数，该电路实现了所有技术指标和要求，能够使用。六、性价比该电路使用两个可逆计数器、两个555、一个数据选择器、两个译码器和一些与门、或门等，这些器件价格便宜，方便易得，成熟可靠，能够较好的实现所有要求和技术指标，同时能够保证本系统具有足够高的可靠性和实用性，具有较好的性价比。七、课设体会及合理化建议在完成课程设计的这段时间，为了较好的完成课题，我查阅了大量的资料与书籍，掌握了一些关于Multisim的使用方法和数字电子设计的分析。在这一过程中，对于课程教授的数电知识有了更深的理解，并对实用的数字电子设计有了初步的了解;在解决问题的过程中，提高了自己自主分析问题，解决问题的能力，锻炼了自己的逻辑思维能力，提高了解决实际应用问题的能力，给予启发,收获很大。参考文献［1］阎石主编.数字电子技术。［M］北京：高等教育出版社,26年［2］陈振官等编著.新颖高效声光报警器。［M］北京：国防工业出版社,25年附录I总电路图附录II元器件清单序号编号名称型号数量1U5U6可逆计数器74LS192D22U9数据选择器74HC153D13U7U8译码器7448N24U12U15555555_TIMER_RATED25U17U18U22U28U29与门NC7SZ08_4V56U1U2U3U4U