停车场电子车位计数器课程设计

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

停车场电子车位计数器

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

停车场电子车位计数器

I

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）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（逻辑电路图与实际接线图）。

3 时间进度安排

顺序 阶段日期 1 2 3 4 5 计 划 完 成 内 容 备注 2013.6.17 讲解主要设计内容，学生根据任务书做出原始框图 2013.6.18 检查框图及初步原理图完成情况，讲解及纠正错误 2013.6.19 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 2013.6.20 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 2013.6.21 2013.6.23 沈 阳 工 程 学 院

II

停车场电子车位计数器

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 调研 论证 工作能力 态度 工作量 说明书的质量 具 体 要 求 能独立查阅文献,收集资料；能制定课程设计方案和日程安排。 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， 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 分 （加权分合计乘以12） 权重 评 分 加权分 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 查阅 文献 工作量 说明书的质量 具 体 要 求 查阅文献有一定广泛性；有综合归纳资料的能力 工作量饱满，难度适中。 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。 评阅教师评审成绩 分 （加权分合计乘以8） 权重 评 分 加权分 加权分合计 评 阅 教 师 签 名： 课 程 设 计 总 评 成 绩 年 月 日 分

III

停车场电子车位计数器

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0～199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数器中，进行加或减计数，每个可逆计数器可以显示0～9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，共阴极数码显示器，编码器，

目 录

IV

停车场电子车位计数器

课程设计（论文）任务书…………………………….……………..……......…..….I 课程设计（论文）成绩评定表…………………………………………..……...Ⅲ 中文摘要……………..……………………………..………….…………........…...IV 1设计任务描述 ……….……………………….….…….........................….………..1 1.1 设计题目 .....................…………….………….........................................……1 1.2 设计要求 ......................…………….………….................................….……..1 1.2.1 设计目的 …………………………….…......................................……….1 1.2.2 基本要求 …………………………….…......................................……….1 1.2.3 发挥部分 …………………………….…......................................……….1 2设计思路………..……………………..…...............................................…….…….2 3设计方框图...................……….…………....…………..….…..……….3 4 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………………………………………………....…….…….5 4.3译码显示电路的设计及计算……………………….……….............................6 4.3.1 译码显示电路的设计……………………….…………...........................6 4.3.2 译码显示电路的计算…………………..……….……….........................6 5 工作过程分析 ……………………………………………/…...........……....….….9 6 元器件清单..............................................................................................................10 7 主要元器件介绍...........………….…..….……………….…..….…..…..…11

7.1 可逆计数器 74LS192………..….…..….……………….…..….…...….…11 7.2 74LS38译码器………..….…..….……………….…..….…..…………...13 7.3 555集成定时器………..….…..….……………….…..….……….……14 小结……………………….………….……………….……...………...….………....18 致谢…………....………………….…………....….…………...…….…………….20 参考文献…………...…………….………………….…………….….…………….21 附录……………..…………………..………………………………..…………..…22 A1 multisim仿真系统电路接线图…………………………………………………22

V

停车场电子车位计数器

1 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

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停车场电子车位计数器

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：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。

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停车场电子车位计数器

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

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停车场电子车位计数器

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:

tpl?rR2Cln2?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所需要的时间为：

tpl?(R1?R2)Cln2?0.7(R1?R2)C 震荡频率：f?11.43 ?tpL?tpH(R1?2R2)C 5

停车场电子车位计数器

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，

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停车场电子车位计数器

这样就能控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

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=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=170Ω

图4.3 译码显示电路

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停车场电子车位计数器

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：

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停车场电子车位计数器

5 工作过程分析

由于本次设计的要求是设计0～199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，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。

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停车场电子车位计数器

6 元器件清单

序号 1 2 3 4 5 6 7 8

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元件名称 定时器 计数器 译码器 显示器 电阻排 单刀双掷开关 单刀单掷开关 导线 规格及用途 LM555CN 74LS192N 74LS48 SEVEN-SEG-COM-K RPACK7 300 ? SPDT SPST 数量 1片 6片 3片 3片 3个 3个 0个 若干

停车场电子车位计数器

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1001→0000，同时其进位输出从0→1。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

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停车场电子车位计数器

7.1.2 功能表

表 7.1 74LS192功能表

输入 MR 输出 P3 P2 P1 P0 Q3 Q2 Q1 Q0 1 × × × × × × × 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1

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

× 1 × d c b a d c b a 1 × × × × × × × × 加计数 减计数 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

真值表： MR H L L L L

PL X L H H H CPU X X H ↑ H CPD X X H H ↑ 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

7.2 74LS38译码器

引脚介绍：

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

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7.3 555集成定时器

7.3.1 引脚图

7.3.2基本原理

各引脚的功能

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Vo

4脚：RD是直接清零端。当RD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的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF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，用做定时器时电容的放电。 8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基

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停车场电子车位计数器

电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。

555定时器的内部电路由分压器，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5千欧的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的基准电压分别为2Vcc/3和Vcc/3。

管脚6为C1的信号输入端，称为阈值输入端；关脚2是比较器C2的信号输入端，称为触发输入端。如果控制电路电压端（5）外接电压v,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的输出控制SR锁存器和放电三极管T的状态。

放电三极管T为外接电路提供放电通路，在使用定时器时，该三极管的集电极（7脚）一般都要飞、外接上拉电阻。

4管脚为直接复位输入端，当其为低电平时，不管其他输入端的状态如何，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 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 15

输出

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/g7wg.html