停车场计数器..doc

**学院 课程设计说明书 （2009 /2010学年第二学期） 课程名称 ： 数字电子技术 题 目 ： 停车场计数器 专业班级 ： ******** 学生姓名 ： ****** 学 号： 指导教师 ： 设计周数 ： 2周 设计成绩 ： 2010年7月1日 目 录 一、设计任务与要求 ………………………………………3页 二、方案设计与论证 ………………………………………3页 三、单元电路设计与参数计算和器件选择 ………………9页 四、总框图和原理图 ………………………………………14页 五、PCB版图绘制和元件清单 ……………………………15页 六、安装与调试、性能测试与分析 ………………………15页 七、结论与心得 ……………………………………………16页 八、参考文献 ……………………………………………17页 停车场计数器 一、设计任务与要求 1．设计一个停车场计数器，记录并显示当前停车场的车辆数目。 2．计数范围：0~999； 3．当计数器显示为999时报警 4．不妨碍车辆的进出，工作可靠。 5．出入口为一处。 二、方案设计与论证 对设计要求的总体分析 总体框架：车辆检测 → 计数器 → 译码显示 1）车辆检测：通过对进出停车场的车辆进行检测，从而给下一环节提供输出信号。模拟停车场入口和出口为一处。 2）计数模块：从车辆检测模块获得信号。并开始计数。进一辆车做一次加法计数，出一辆车做一次减法计数。计数范围为0~999。当计数器显示为999时报警。 3）译码显示：从计数器输出的信号需要经过译码器显示电路才能显示出来。需要三个七段数码显示器。以显示停车场的车辆数目。 方案一 (一)设计及采用元件 集成电路 CD40192 CD4511 CD40106 CD4013 电阻 译码器DPY-7SEG 其他 三极管9013 二极管 发光二极管LED 导线若干 (二)主要电路的设计 1.停车场计数器原理电路图 电路组成与工作原理 由图可知，它是一个可逆计数器，是由运动方向识别传感器、十进制加减计数器、译码器、数码显示器组成。 运动方向识别传感器由红外线发射管，光电三极管组成，由CD4013组成双稳态电路组成方向识别互锁电路。 LED1和VT1、LED2和VT2两组运动传感器。6施密特触发器CD40106和四个门F1到F4和双D触发器CD4013组成两个双稳态电路做方向识别和互锁电路。当VT1和VT2受红外线光的照射处于导通状态。使F1、F2输出低电平，相应的F3、F4则输出高电平。由于F3、F4的输出端接两个双稳态电路的置0端R，使Q1、Q2端分别输出低电平。这样就将加、减计数器IC2的加计数输入端CPU和减计数输端CPD均置于高电平，为计数准备好条件。 当有车进入时，首先将VT1遮挡，接着将VT2遮挡。当VT1被挡时VT2截止，F1输出高电平使F3变为低电平将双稳态触发器1（IC1-1）的R端变为低电平，复位被解除，但在此时由于双稳态触发器1的CP端无计数脉冲输入，故维持原状态不变。而对触发器2（IC1-2）虽然有高电平脉冲输入CP端，但因R为高电平、复位状态未解除，触发器2也维持原来状态不变。 当进入车辆使VT1退出遮挡而使VT2遮挡时，VT1恢复光照， F1输出低电平，F3输出电平，由低变高，由于R1变为高电平而使触发器1复位，Q1变为低电平，Q1非由低电平变高电平而使IC2的CPU端得一个计数脉冲，计数器加1。由于双稳态触发器2的翻转只受上升沿的触发而起作用，所以此时F1输出的下降没对它不起作用，这时触发器2维持不变。 当车辆完全进入后VT2恢复光照，F2输出电平由高变低，F4输出高电平将触发器置0，Q2非输出高电平，为下一次计数做准备条件。 当有车出去时，首先将VT2遮挡，接着将VT1遮挡。当VT2被挡时VT1截止，F2输出高电平使F4变为低电平将双稳态触发器2（IC1-2）的R端变为低电平，复位被解除，但在此时由于双稳态触发器2的CP端无计数脉冲输入，故维持原状态不变。而对触发器1（IC1-1）虽然有高电平脉冲