实验室人数统计数电课设研讨.docx

沈阳航空航天大学课程设计（说明书）实验室人数统计电路的设计班级学号学生姓名指导教师沈阳航空航天大学课程设计任务书课程名称数字逻辑课程设计课程设计题目实验室人数统计电路的设计课程设计的内容及要求：一、设计说明设计一个利用光线的通断来统计实验室人数的电路。设计两路光控电路，一路放置在门外，另一路设置在门里，当有人通过门口时（无论是进入或是走出房间），都会先触发一个光控电路，再触发另一个光控电路。要求根据光控电路产生触发的先后顺序，判断人员是进入还是离开实验室，当有人进入时令计数器进行加计数，当有人离开实验室时进行减计数。其电路原理框图如图1所示。它由光电控制电路，脉冲整形电路，控制逻辑电路，计数器电路，译码显示电路等组成。图1 实验室人数统计电路原理框图二、技术指标计数器的最大计数容量为99，并用数码管显示。三、设计要求1．在选择器件时，应考虑成本。2．有手动复位（清零）功能。3．要求计数器每计一个数，发光二极管指示灯闪烁一次（或蜂鸣器响一次）。4．可选元件：(1)红外发光二极管和光电三极管(对管); (2)集成译码显示电路74LS47或其它；(3)可逆计数器74LS190或者74LS192；(4)LED数码管；(5)555定时器；(6)发光二极管等。四、实验要求1．根据技术指标制定实验方案；验证所设计的电路。2．进行实验数据处理和分析。五、推荐参考资料1.谢自美.电子线路设计·实验·测试. [M]武汉：华中理工大学出版社，2000年2.阎石.数字电子技术基础.[M]北京：高等教育出版社，2006年3.付家才.电子实验与实践.[M]北京：高等教育出版社，2004年六、按照要求撰写课程设计报告成绩评定表：序号评定项目评分成绩1设计方案正确，具有可行性，创新性（15分）2设计结果可信（例如：系统分析、仿真结果）（15分）3态度认真，遵守纪律（15分）4设计报告的规范化、参考文献充分（不少于5篇）（25分）5答辩（30分）总分最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 2015 年 6 月 25 日一、概述本次课设的任务是实验室人数统计电路的设计，要求我们运用理论课上学到的知识来完成人数统计的电路设计，让使用者可以通过这个电路了解实验室内的总人数和人员进出的变化情况，然后根据这些数据做出反应。对任何知识的掌握程度都取决于对其认识的程度，纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行，只有自己动手设计电路才能较好的理解基础知识和基本技能。在查阅资料之后，本次实验设计首先用红外线感应电路感应实验人员的进出，有人进入或离开时依次触发两个光电电路，继而根据光电电路显示的人员进出的情况用控制逻辑电路发出脉冲，使用加减计数器实现加减计数功能，即有人进入时令计数器进行加计数，当有人离开实验室时进行减计数，同时伴随着人数加减的数码管显示还有灯光或者蜂鸣报警电路提示，最后把总人数结果通过数码管反映。现代人类社会已经进入信息时代，因而信息技术对社会发展，科学进步将起到决定性作用。为了达到节省人力资源的目的，避免人工的繁琐计算，使用数字逻辑电路是一个极其方便的方法用以记录出的人数和入的人数以及总人数。这次课程设计是一个对我们实践能力的检验，同时也是一个机会，让我们深入了解人数计数器的组成和如何让计数报警的功能实现，人数计数器在超市、商场、酒店、实验室等大多数人类活动场所都能用到，所有它对于当今社会具有重大的意义。二、方案论证方案一：方案一原理框图如图1所示。图1方案一原理框图实验室人数统计电路由模拟光电感应电路、控制逻辑电路、计数译码显示电路、和声光报警电路四部分组成。现实中用红外线感应器感应人进出，由红外感应器产生信号跳变，但是由于在实验条件下无法真正实现人进人出的效果，所以用开关模拟光电感应电路代替红外线感应器，根据开关高低电平变化模拟出有人进出的效果，连接双D触发器将脉冲发送给声、光报警电路进行提醒和计数译码电路进行加减、译码，最后由数码管显示人数。方案二：方案二原理框图如图2所示。图2方案二原理框图由单片机、红外发射器、红外接收器、显示译码电路、声光报警电路组成，在门里门外各放一组红外感应器，当有人进出时红外感应器产生信号跳变反映到单片机上，单片机进行计数然后通过蜂鸣器或二级管实现声光报警功能，通过数码管显示人数。本实验采用方案一。由于我们还没有学习过单片机，对其各种功能和性能参数并不了解，所以方案二并不可行。方案一的器件我们相对熟悉，而且价格相对低廉，电路连接比较容易，实验效果也证明它正确可行，所以在这个实验里选用方案一进行电路设计。三、电路设计1.光电传感器电路的设计光电传感器电路的设计如图3所示。图3光电传感器电路的设计实际情况中应该用红外线感应器来感应人进