停车场电子车位计数器课程设计.doc
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1、停车场电子车位计数器沈 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23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
2、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)掌握可任意预置的定时显示报警系统的构成、原理与设计方法;(2)熟悉集成电路的使用方法。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)能区分出入的是车辆还是人员; (2)逻辑故障屏蔽电路; (3)其他。2 设计过程及论文的基本要求:2.1 设计过程的基
3、本要求(1)基本部分必须完成,发挥部分可任选2个方向:(2)符合设计要求的报告一份,其中包括逻辑电路图、实际接线图各一份;(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统一存盘上交。2.2 课程设计论文的基本要求(1)参照毕业设计论文规范打印,文字中的小图需打印。项目齐全、不许涂改,不少于3000字。图纸为A3,附录中的大图可以手绘,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
4、路图与实际接线图)。3 时间进度安排顺序阶段日期计 划 完 成 内 容备注12013.6.17讲解主要设计内容,学生根据任务书做出原始框图22013.6.18检查框图及初步原理图完成情况,讲解及纠正错误32013.6.19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42013.6.20继续修正逻辑图,指导接线图绘制方法,布置答辩52013.6.21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 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分调研论证能独立查阅文献
5、,收集资料;能制定课程设计方案和日程安排。工作能力态度工作态度认真,遵守纪律,出勤情况是否良好,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,难度适宜。说明书的质量说明书立论正确,论述充分,结论严谨合理,文字通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,图表完备,书写工整规范。指导教师评审成绩(加权分合计乘以12) 分加权分合计指 导 教 师 签 名: 年 月 日评 阅 教 师 评 审 意 见评价内容具 体 要 求权重评 分加权分查阅文献查阅文献有一定广泛性;有综合归纳资料的能力工作量工作量饱满,难度适中。说明书的质量说明书立论正确,论述充分,结论严谨合理,文字通顺,技术用语
6、准确,符号统一,编号齐全,图表完备,书写工整规范。评阅教师评审成绩(加权分合计乘以8)分加权分合计评 阅 教 师 签 名: 年 月 日课 程 设 计 总 评 成 绩分中 文 摘 要本次课程设计的题目是停车场电子车位计数电路,实际上是对计数器功能设计的延伸,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,因此在空余车位的显示上最多只能显示199个车位。在信号转换电路中,采用的是555定时器组成的施密特触发器,模拟车辆进出时通过红外遥感的断开闭合形成的脉冲信号,对输入的信号进行整形,通过两个开关控制车辆的进与出,输出信号输送到可逆计
7、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。可逆计数器的输出信号传输到译码器,然后译码器将输出的8421BCD码转换成共阴极七段数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流,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,将百位上的数字预置为1,即表示停车场的显示器就显示有199隔空车位,然后开始通过555定时器给一定的脉冲让计数器还是计数,通过开关的控制,来改变时进车还是出车。当显示器上的数字为000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,译码电路
8、,共阴极数码显示器,编码器, 目 录课程设计(论文)任务书.I课程设计(论文)成绩评定表.中文摘要.IV1设计任务描述 .11.1 设计题目 .11.2 设计要求 .11.2.1 设计目的 .11.2.2 基本要求 .11.2.3 发挥部分 .12设计思路.23设计方框图.34 模块细节及各部分电路设计.4 4.1信号提供的设计电路 4 4.2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.64.3.2 译码显示电路的计算.65 工作过程分析 /.96 元器件清单.107 主要元器件介绍.117.1 可逆计数器 74LS192.117.2 74LS38译码
9、器.137.3 555集成定时器.14小结.18致谢.20参考文献.21附录.22A1 multisim仿真系统电路接线图221 设计任务描述1.1 设计题目:停车场空位显示电路1.2 设计要求1.2.1 设计目的(1)掌握可任意预置的定时显示报警系统的构成、原理与设计方法;(2)熟悉集成电路的使用方法。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
10、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,即信号的提供部分、计数部分、译码部分、显示部分所组成的。 (1)信号的提供部分:通过555定时器提供输入信号,并将输入的信号提供给可逆计数器。(1)计数部分:用三个可逆计数器74LS192联级组成,100进制可逆计数电路,达到设计要求的0-199个车位数,听过车辆的进出来改变计数器的计数,从而将信号传送给译码器。(2)译码部分:用七段式译码器74LS48将8421BCD码转化为七段式共阴极数码管需要的逻辑状态的二进制代码。 (3)显示部分:
11、采用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化,得到停车场内还有多少个可以提供停放的车位。 3 设计方框图显示器译码器入车脉冲信号可逆计数器出车脉冲信号 4 各部分电路设计及参数计算4.1 信号提供的设计电路 (信号提供电路图) 输入信号的提供是同555定时器来提供的。当接通电源后,电容C被充电,当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放电所需的时间为: 。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
12、需要的时间为: 震荡频率:4.2可逆计数电路的设计 图4.2 可逆计数电路一、由于停车区间共有199个车位,所以三片74LS192计数器联级可组成进的计数器,每个可逆计数器都是十进制的计数器,计数的范围都是由0到9。可以满足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,个位分别预置为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、当电路开始运行前,将开光打到下面,是开始的预置为199,并且当显示器上的数字增加时开关仍然在下面。当给一个进车的信号时就将开关打到上面,这样就能控制百
13、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 4.3.1 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。4.3.2 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=
14、5-1.6V=3.4V。显示器的工作电流为几十毫安,则所加电阻的阻值为R=U/I=3.4V/20 mA=170图4.3 译码显示电路而课设要求的是0-199隔空车位,则需要进行预置,预置完之后,计数器输出的最大值就变为199:当停车的停车位为0时: 5 工作过程分析由于本次设计的要求是设计0199的电子车位计数器,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
15、,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,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的作用,再由555触发器产生一个脉冲传到可逆计数器74LS192的CPD 端,计数器进行减1计数,计数器的输出端与译码器74LS48相连,译码器将计数器输出的8421BCD码转化为对应字段的输出,在于七段式显示器相连,数码管一使劲指数显示出当前的车位空位数。当有车离开停车场时,555产生的脉冲传到可逆计数器74LS192的CPU 端,计数器进行加1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1空位。6 元器件清单序号
16、元件名称规格及用途数量1定时器LM555CN1片2计数器74LS192N6片3译码器74LS483片4显示器SEVEN-SEG-COM-K3片5电阻排RPACK7 300 3个6单刀双掷开关SPDT3个7单刀单掷开关SPST0个8导线若干7 主要元器件介绍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。 在个位的74LS192(1)的CU 端逐个输入计数脉冲CP,个位的74LS192开始进行加法计数。在第10个CP脉冲上升沿到来后,个位74LS192的状态从100100
17、00,同时其进位输出从01。此上升沿使十位的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0000 0000,完成一次计数循环。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)引脚图和(b)逻辑符号 7.1.2 功能表 表 7.1 74LS192功能表 输入
18、 输出MRP3P2P1P0Q3Q2Q1Q01000000dcbadcba011 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
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- 停车场 电子 车位 计数器 课程设计
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