停车场电子车位计数器课程设计.docx

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庞学号2011208416职称讲学生姓名XXXX指导老师犬项起止日期：2013年6月17日起至2013年6月21日止沈阳工程学浣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学生姓名指导老师电力学院XXXXXX黄硕班级.学号.职称电本114班2011208416讲师任务下达时间：2013年6月17日起止日期：2013年6月17日起一一至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 设计目的：<1）驾取可随意预置的定时显示报警系统的构成，原理与设计方法；（2）熟识集成电珞的运用方法。1.2 基本要求（I）能够预置初始车位数，能够显示空余车位，从0799；（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,每当有车朝进入时将依次经过A、B,每当有车辆出去时将依次经过B、A,设计电路能够区分比车辆进入还是出去.（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）能区分出入的是车辆还是人员；<2）逻辑故障屏蔽电路：（3）其他。1.1 过程及论文的基本要求：1.2 设计过程的基本要求（I）基本部分必需完成，发挥罚分可任选2个方向：（2）符合设计要求的报告一份，其中包括逻辑电珞图、实际接钱图各一份；（3）设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交：报告的电子档需全班烧一存盘上交。1.3 课程设计论文的基本要求（1）参照毕业设计论文规范打印，文字中的小图哥打印。项目齐全、不许濠改，不少于3000字。图纸为A3,附录中的大图可以手绘，全部插图不允许宴印。<2）装订依次：封面、任务书、成果评审看法表、中文摘要，关键词、书目、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时间进度支配依次阶段日期计划完成内容备注1201讲解主要设计内容,学生依据任务书做出原始框图2201检查框图及初步原理图完成状况，讲解及订正错误3201检查逻辑困并指出错误及订正；讲解接线图绘制及报告书写4201接着修正逻辑图，指导接线图绘制方法，有置售烈5201答辩、写报告201沈阳工程学院数字电子技术课程设计成果评定表系（部）S电力学院班级：电*114学生姓名：HE指导教师评审意见评价内容具体要求权重评分加权分调研论证能独立查阅文献，收集资料：能制定课程设计方案和日程支配。工作实力看法工作看法仔细，遵守纪律，出勤状况是否良好，能够独立完成设计工作，工作量按期圆满完成规定的设计任务，工作量饱满，难度相宜。说明书的质量说明书立论正确，论述充分,结文字通顺，技术用语精确，符齐全，图表完备，书写工整规F论严谨合理，手统一，编号*-巳。指导老婶谛串成果（加权分合计策以12）分加权分合计指导教师签名：年月.日评阅赦师评审意见价容具体要求权重部分加权分查阅文献查他文献有肯定广泛性；有综合归纳资料的实力工作工作量饱满，难度适中。明的量说书质说明书立论正确，论述充分，结论严谨合理，文字通顺，技术用语精确，符号统一,编号齐全，图表完备.书写工整规范。评阅老婶讦审成果（加权分合计乘以8）分加权分合计评回教师签名：年.月.日课程设计总评戊*分中文摘要本次课程设计的题目是停车场电子车位计数电路，事实上是对计数器功能设计的延长，主要工作部分是计数器的设计，由于空余停车位数要求可加可减，因此采纳十进制可逆计数器。误设要求只有01的个停车位，因此在空余车位的显示上最多只铉显示】99个车位。在信号轴换电路中，采纳的是555定时器泡成的施密特触发器，模拟车款进出时逋过红外遥感的所开闭合形成的脉冲信号，对输入的信号进行整形，通过两个开关限制车辆的进与出.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个敕，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。可逆计数器的输出信号传输到译码器.然后译码器将输出的8421BQ）码转换成共阴极七段数码管须要的逻辑状态，并且为保证数码管正常工作供应足够的工作电流，景终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，将百位上的数字残置为1,即表示停车场的显示器就显示有199隔空车位，然后起先通过555定时器绐肯定的脉冲让计数器还是计数，通过开关的限制，来变更时进车还是出车。当显示器上的数字为OOO时，则表示停车场没有空余的车位供停车停放。关键词可逆计数电路，译码电痔，共阴极数码显示器，编码器，课程设计（论文）任务书课程设计（论文）成果评定表I1.1.中文摘要IV1设计任务描述I1.1.设计题目I1.2设计要求I1.2.1 设计目的11.2.2 基本要求I1.2.3 发挥部分12设计思路23设计方框图34模块细微环节及各部分电路设计44.1 Jf'IiP各*«««.”44.2 可逆计数电路设计54.3 译码显示电路的设计及计算64 .3.1译码显示电路的设计65 .3.2译码显示电路的计算65工作过程分析/96元器件清单107主要元§§件介绍Ii7. 1可逆计数器741.S192I1.7.2 741.S38译码器137.3 555集成定时器14小结18致谢20参考文献21附录22A1.mu1.tisim仿真系统电路接设图221设计任务描述1.1 设计超目：停车场空位显示电路1.2 设计要求1.2.1 设计目的（1）驾驳可随意预置的定时显示报警系统的构成、原理与设计方法：（2）熟识集成电路的运用方法。1.2.2 基本要求（1）能够预置初始车位数.能够显示空余车位,从0799；（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依次经过A、B,每当有车辆出去时将依次经过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1.1.2.3 发挥部分（1）能区分出入的是车辆还是人员;<2）逻辑故障屏蔽电路；（3）其他2设计思路我设计的停车场空位显示电路由四部分组成,即信号的供应部分、计数部分、译码部分、显示部分所组成的。(1)信号的供应部分：通过555定叶器供应输入信号,并将输入的信号供应应可逆计数器。(1)计数梯分：用三个可逆计数器741.S192联级组成，100迸制可逆计数电路，达到设计要求的0T99个车位数,听过车辆的进出来变更计数器的计数，从而将信号传送给译码器。(2)译码部分：用七段式译码器741.S48将842IBCD码转化为七段式共阴极数码管须要的逻辑状态的二进制代码。(3)显示部分：呆纳共阴极七段式显示器，将二进制码以十进制的形式显示出来，通过显示器上的数字变更，得到停车场内还有多少个可以供应停放的车位。3设计方框图4各部分电路设计及参数计算4.1 信号供应的设计电路(信号供应电路图输入信号的供应是同555定时器来供应的。当接通电源后，电容C祓充电，当VC上升到2V/3是，运用VD为低电平，同时放电三极管T导通，此时电容C逋过处和T放电，VC下降。当VC下降到VCC时，VU翻转为高电平。电容器C放电所需的时间为："=的CIn2*0.7&C.当放电结束时，T截止，Vtr将通过R?,对向电容器C充电，VC由V<rd3上升到2Vcc3所须要的时间为：tf,=(R1.+R,)C)n2«0.7(1+R2)C震荡率：/=I1.43依产2&)C4.2 可逆计数电路的设计66Me99在74192N图4.2可逆计数电路一、由于停车区问共有199个车位，所以三片741.S192计数器联级可殂成进的计数器，每个可逆计数器都是十进制的计数器，计数的范围都是由。到9。可以满意整个停车区间的计数。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，个位分别段置为1.9,9,三个数字。而后通过555定时器的输入信号的输入让可逆计数器来计数.三、当电路起先运行前，将开光打到下面，是起先的预置为199,并且当显示器上的数字增加时开关仍旧在下面。当给一个进车的信号时就将开关打到上面,这样就能限制百位上的数字只有1和0,并且能使在100捡到99时百位由1变为0。四、可逆计数器的工作原理是当地位的数字到9时，可逆计数器可以将数字进位（UP连在OC上）,当低位的数值捡到0时，可以向上一级借位（down连在Ob上）。4.3 译码显示电路的设计及计算431译码显示电路的设计每当计数器进行加（或减1）计数时，译码器的输入端接到计数器的输出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、百位相连的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。43.2 译码显示电路的计算显示器的工作电压为1.6V,译码器接的高电平为5V,则加在电阻两端的电压为V=5-1.6V=3.4V显示器的工作电流为几十毫安，则所加电阻的取值为R=UI=3.4V20mA-170QA8C0EFG741.S48N2iniriXVCC5V图4.3译码显示电路而课设要求的是O199隔空车位,则须要进行预置,预置完之后，计数器输出的坡大值就变为199：当停车的停车位为。时:5工作过程分析由于本次设计的要求是设计O199的电子车位计数器，所以用3个741.S192连是来组成计数器部分，给百位预置数为1.接通电路后,先绐百位进行数值预置，当第一级计数器的CPU端接收到脉冲信号时，计数器进行加法计数；当计数器的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，当第一级计敕器为O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,当计数电珞处于计数状态，有车进入时，将对红外遥感进行开一断的作用，再由555触发器产生一个脉冲传到可逆计数器741.SI92的CPD端，计数器迸行减I计数，计数器的输出端与译码器74IJ548相连，译码器将计数器输出的8421BCD码转化为对应字段的帏出，在于七段式显示器相连，数码管一用劲指数显示出当前的车位空位数.当有车高开停车场时，555产生的脉冲传到可逆计数器741.SI92的CPU端，计数器进行加I计数,通过译码显示电路显示出当前的车位空位数，较划卡前多出I空位。6元器件清单序号元件名称规格及用途数量1定时器1.M555CN1片2计数器741.SI92N6片3译码器741.S483片4显示器Seven-Seg-COM-K3片5电阻排RPACK73003个6单刀双掷开关SPDT3个78单刀单掷开关导线SPST0个若干7主要元器件介绍7.1可逆计数器741.SI92计数起先时.先在M)弟输入一个正脉冲.此时两个计数器均被置为O状态。此后在1.D端输入“1”，端输入“0”，则计数器处于计数状态。在个位的741.S192(1)的端逐个输入计数脉冲CP,个位的741.S192起先进行加法计数.在第10个。脉冲上升沿到来后，个位741.S192的状态从1001-0000,同时其进位输出从0-1。此上升沿使十位的741.S192(2)从OOoO起先计数.直到第100个夕脓冲作用后，计数器由10011001复原为OOOO0000,完成一次计数循环。当第一级计数器的CPU沸接收到脉冲信号时，计数器进行加法计数；当计数器的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时下一个麻冲到来时，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。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,引脚图（八）(b)图7.1（八）引脚图和(b)逆辑符号功能表表7.1741.S192功能表输入输出MRP1.CPuCPDP3P2P1.POQ3Q2Q1.Qo1××XXXXX000000GXXdCbadCba01a1XXX×加计数011XXX×减计数功能介绍741.S192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=I时，计数器干脆清零（称为异步清零）。执行其它功能时，CR=O0当CR=1.D=O时，数据干脆从输入殊必、Db,厌、DU置入计数器；当CR=0、1.D=I时，执行计数功能。当CPbI时，计数脉冲由加计数端CPD输入，在计数肽冲上升沿按8421编码执行十进制加法计数。当CPU=I时，计数脉冲由减法计数推CPD输入，在计数脉冲上升沿按8421编码执行十进制减法计数。宾值和MRP1.CPUCPDMODE工作模式HXXXReset(ASyn.)清除1.1.XXPreset(ASyn.)于贡置1.HHHNoChange保持1.IitIiCountUP加计数1.HIitCountDowN减计数7.2741.S38译码器逻辑图VcCfgabedeF1.R1.rn同RIni1.F1.rnI“2I”4567IMBC1.-BI.RECRBIDAGND引脚介绍:引出端符号AofA3译玛地址输入端BIRB（）消隐输入（低电平有效）/脉冲消晚输出（低电平有效）1.T灯测试输入端（低电平有效）RB1.脉冲消隐输入瑞（低电平有效）Ya-Yg段输出7.3555集成定时器7.3.1 引，图Dua1.-In-1.ine.Sma1.1.Out1.ineandMo1.dedMiniSma1.1.Out1.inePackagesCCBremuTopView7.3.2 取:原理各引脚的功能1.脚：外接电源负谓上或接地,1.般状况下接地。2脚：亢低触发端3脚：输出蜡V。4脚：AD是干稔清零端。当Ad淮接低电平，则时基电路不工作，此时不论T1.,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：YC为限制电压端。若此鼎外接电压，则可变更内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只001UF电容接坨，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.用做定时器时电容的放电。8胸：外接电源Vio双极型时若电路V«的范围是4.516V,CMOS型时基电路b的范围为318V,一般用5V.555定时器的内部电路由分压器，电压比较器C1.和的简洁SR锁存器，放电三极管T以及媛冲器G组成。三个5千欧的电阻串联组成分压器,为比较器Ga供应参考电压。当限制电压端（5）悬空时，比较器C1C2的基准电压分别为2Vcc3和Vcc3管脚6为CI的信号输入端,称为阀值输入端；关脚2是比较器C2的信号输入端，称为触发输入端。假如限制电路电压端（5）外接电压口则比较器电压C1.C2的基准电压就变为V和V/2。比较器C1.C2的输出限制SR锁存器和放电三极管T的状态。放电三极管T为外接电路供应放电通路，在运用定时器时，该三极管的集电极（7脚）一般都要飞、外接上拉电阻。4管脚为干脆复位输入端，当其为低电平常，不管其他帏入端的状态如何，输出端即为低电平.当Vi1.大于2Vcc3.vi2大于YCC/3时，比较器CI输出低电平.比较器C2输出高电平，简洁SR锁存器Q端置0,放电三极管T导通，输出端为低电平。当ViI小于2Vcc/3,vi2小于VCe/3时，比较器C1.输出高电平.C2输出低电平，简洁SR锁存器置1,放电三极管栽止，输出端为高电平。当Vi1.小于2Vcc/3,vi2大于Vcc/3时，简洁SR锁存器R=1.,S=I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TXX00导通<2Vcc<1.Vcc11截止Vcc>1.Vrcc10<-Vcc3>!-Vcc31不变不变7.3.4富林触发墨的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脚为输出谓,5脚为限制电压端,8脚为电源端.触发方式为电平触发。工作原理：脉冲产生的信号由于某些缘由不行能出现正规的方波信号.而计数器实现功能殖置须要正规的方波信号，所以须要一个波形整形电路。为了降低计数器的误差，计数器功能设置端所接收的有效信号不能大于脉冲许多。所以我选择了由555定时器组成的施密特触发器做为此部分的整形和输出主体。所输出的方波信号送至计数器的加减时钟端。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，利用其波型变换的功能，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.假如输入由OY起先渐渐增加，当输入小于Vcc/3时，输出为高电平；输入接著漕加,假如输入大于VCC/3而小于2Vcc3,输出维持高电平不变；输入再增加，一旦大千2Vcc3,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。假如输入由大于2Vcc3的电压值渐渐下降，只要输入大于Vcc/3而小于2Vcc3,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.U13设计的电路图图4.1施法持触发器简化莅接电路图4.2.2施密特触发器简化的电珞触发器由其2脚接收发出的信号，由3脚接连在可逆计数器的加减时钟端,进而起先工作。小结停车场空位显示电路是1.种切实可行的电子电路。它主要由信号的输入、计数电路、译码电路、显示电路及殂成。我认为这次停车场的空位显示电路这要的堆点是计数部分和信号的供应部分。在这次课设的计数部分，因为它不是单一的加计数或减计数，而且随进车、出车而相应的减、加计数，所以我们所用的计数器是可逆计数器，来满意我们停车场空位显示电路的要求。本次课程设计极大地地炼了我自主学习的实力。刚看到设计题目的时候，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干脆相关的资料。通过对设计要求的分析及查做所搜集到的资料,我意识到授集的资料不是现成的让你来照用的，而是在你设计过程中供应思路的。停车场空位显示电路就是一种好用的电子显示电路，它得采纳可逆计数器，然后我从网上查找到可逆计数器741.S192的相关资料，借蓼一些运用电子电珞的例子设计出了一个简洁的电路，在老师的指导下,经过多次修改，景终设计出了该电路。在这次的停车场车位计数器中,我们小组的各个组员同心协力,共同合作，攻克了一个又一个的难关，从最起先的对数字电子技术的每种原件的不了辉，到去图书洎，上网对每种原件的学习，再到了解741.SI92,555定时计时器合成的施密特触发器和741.S48N,每一步都见证着我们的成长,我们的努力我们的付出没有白白奢侈，最终工科了每一种原件的愿性，连接方式，举一反三的进行用想和努力.我们这次的工科主要是在上几届学长的模版中进行学习和分析，首先是对停车场车位计数器的了解和尝试，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的原理图，选择了更加合适的原件搭配。同叶，对每一种合适的方法都不错过，对每一个学习的机会梆不放过，这一次的学习，对于我以后学习数字电子技术将是一次难以忘怀的提升。很庆幸能有这样一次课设的机会，让我学尝试了理论与实际的结合，让我学到了许多学问，让我相识到了自己的不足，让我明确了努力的方向。在以后的学习生涯中我会不断的完善自己，用更多学问来丰富和充溢自己，这次课程设计景终顺当完成了，在设计中遇到了许多编程问题,最终在老师的辛勤指导下，最终游逆而辞。在老师的身上我学得到许多好用的学问，在次我表示感谢！同时，对给过我帮助的全部同学和各位指导老师再次表示忠心的感谢致谢结束了为期一周的数字电珞课程设计，我们能够在这么短的时间里顺当地完成停车场电子车位计歙电路的设计，得拉黄硕老师的指导和帮助,也有同学的互助和自己的辛苦努力。团队的力气是必需的，领头的更是作用更大，同组之间是团队，黄硕老师就是我们大家的领头。在这周的课程设计过程中我们遇到了许多的困难，起先的时候甚至都不知道从卿里着手，是老师的指导让我们对所设计的课题有了基本的了解，并且在我们没有思路的时候赐予我们更好的建议，使我们不仅顺当的完成了课程设计要求的内容,而且还封书中内容有了进一步的相识与理辉.万分感谢指导老师黄硕老归在课程设计期间对我们的关切和照看，以及在其次次的课程中,黄硕老师在已经下课的状况下.仍旧悉心为我们解答电路图中各个原件的问题，不厌其烦每一次都绐我们充分的解答，电游的原理方面也是由黄老师给我们总体的一个思路，由此让我们怪得应当从哪一些方面来给我们着重了解。可以这样说，这1.次的课程设计，我们小缎的团体合作和个人的专心有关系，更加主要的是由黄老师的领路,赐予我们前珞的指弓I。感谢黄老师，感谢我的组员。参考文献1陈振官等编著.数字电路及制作实例.国防工业出版社，2006,82张庆双等端著.好用电子电路200例.机械工业出版社，2003,43赵负图主编.数字逻辑集成电路手册一化学工业出版社，2005,54蔡明生主编.电子设计.高等教化出版社.2004.15李忠国.数字电子技能实训.人民邮电出版社.20066赵负图主编.数字逻辑集成电路手册.化学工业出版社.2005,57附录A1逻辑电路图