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1、汽车停车场车位管理系统祝东 刘毅 郭美让 制作停车场车位管理系统班级：测控 08-01 指导老师：潘平，钱自拓学生：祝东 20080021学生：郭美让 20080044学生：刘毅 20080009一 内容提要某停车场为了便于车辆进出的控制，需要自动通知欲停泊的车辆有无空位，及车辆的准入控制，试设计一个由电子电路实现的,实时检测进车出车、显示停车场空余的泊车位数目、最大停车位数可设定、无空位告警提示的“停车场车位管理系统”本文粗略讲述了我们团队在本次实习中的整个设计过程及收获讲述了停车场车位管理系统的工作原理以及其各个组成部分，记述了我们在整个设计过程中对各个部分的设计思路、对各部分电路设计方案
2、的选择、元器件的筛选、以及对它们的调试、对调试结果的分析，到最后得到比较满意的实验结果的方方面面 。二 设计内容及要求1. 设一个强制清空键。清空后, 显示停车场最大泊车位数 (如 40) 。设两个手动调整键(个位, 十位), 方便调整现场实际空余泊车位数,此键应去抖动。两位 LED 显示.2. 设计一个方向识别电路供加/减计数器使用，进车后空余的泊车位数目减 1, 出车后空余的泊车位数目加 1 。3. 当无空位时红色提示灯亮，此时若有车强行进入,无空位状态要保持不变, 若有出车自动解除无空位状态。4. 设计两个红外线光发射/接收传感器电路供方向识别电路使用,传感器的输出信号需整形处理。三 设
3、计思路及原理 停车场车位管理系统由五部分组成：方向判别电路、计数电路、无空位判别电路，去抖动电路，译码显示电路。考虑到系统要求计数器能实现加和减的功能，因此我们选用了74LS192 十进制同步加减计数器。74192 由两个时钟输入端分别为 DOWN,UP 在无信号输入时DOWN=UP=1。当 DOWN=1，UP（1表示高电平， 0表示低电平，表示上升沿）计数器加 1，当 DOWN，UP =1 计数器减一。由于 74192 的工作特殊方式使得需要对红外线传感器的检测信号进行处理才能实现方向判别的功能，这一部分我们使用了 D 触发器，使得进车时 UP=1，DOWN 产生一个计数器减一，出车时DOW
4、N=1，UP，计数器加。BO,CO为借位和进位输出，通过BO和 CO可以实现级联构成 2 位计数器。系统在实际的使用中若停车场内空余车位为零，应该提示车辆不要进入，因此需要判断停车场内的剩余车位数是否为零。这一部分可以从计数器输出端来判断，74192 由 4 个输出端从高位到低位分别为 QD、QC、QB、QA，当计数器输出不为零时 QD+QC+QB+QA=1，为零时则等于 0。因此可以用 7432 四-二输入或门芯片来实现F1=(QD1+QC1)+(QB1+QA1),若输出为零则 F1=0，否则为 1。构造逻辑函数 F=QD1+QC1)+(QB1+QA1)+ (QD2+QC2)+(QB2+QA
5、2),只有在QD1、QC1、QB1、QA1、QD2、QC2、QB2、QA2 全为零时 F 才为。因此用两片 7432 和一片 7400 则可以判断高位 7192 和低位 7192 的输出是否全是零，如果是则输出 1，这个信号可以作为停车场无空位的提示信号，实际中可以用一个红色的灯泡来显示该信号从而实现无空位提示的功能。把 F 和输入信号通过或门相连，输出作为低位74192 的 DOWN 信号输入。这样处理之后当计数器为零时低位 74192的 DOWN 输入保持为高电平，这样就不能进行减计数。由于 F 不影响端因此当有加信号后计数器正常计数，当计数器由 00 变为 01后自动解除提示，提示灯熄灭
6、。LD 为 74192 的异步并行置入控制端（低电平有效）当 LD=0 时QDQCQBQA=DCBA，因此使用 LD 可以将计数器直接置为默认数值，例如40。由于无信号输入时 74192（1）和 74192（2）的 UP 端均为高电平输入，因此若将原有的输入与一个 0/1 开关 K 用与门相连则可以使得计数器在无信号输入时也能计数，这样就可以实现手动置数的功能。如果对 74192（1）和 74192（2）的 DOWN 都进行这样的处理我们就可以对十位和个位分别进行置数，但是应注意的是计数器工作时开关应处在高电位，否则计数器将部工作。另外为了防止开关抖动对置数的影响，对开关 K 需要作去抖动处理
7、，这一部分我们使用到了 7414 芯片。整个电路中传感器处理电路是关键，计数器部分系统的核心部分。只有两部分均正确无误的情况下系统才能正常工作。据此我们得出了整个系统的基本原理图，如下图所示。方向鉴别说明：（1）甲乙传感器的脉冲可由开关模拟，要注意甲乙开关拨动的顺序。（2）甲乙脉冲和加减脉冲也可能是负脉冲，可逆计数器对加减脉冲有 要求。（3）加减脉冲分别由两个 D 触发器产生可逆计数器方向鉴别电路乙传感器甲传感器空余泊位数显示加脉冲减脉冲UPDOWN传感器电路传感器电路锁脉冲电路译码电路 提示电路手动调整键四 设计分析1 双 D 触发器的方向鉴别下图为 74HC74 功能表初始 DU 两端均处
8、于低电平，由于有进车促使 D 触发器提供一个上沿，但由于 U 还为低电平所以使第一个 D 触发器输出为 1，当车触碰到第二个触发器时使的 U 变为高电平第二个 D 触发器正常工作，因为一个上升沿和一个低电平使得第二个触发器输出为 1。当有车出去时同理。由此可实现方向鉴别的功能，通过传感器和双 D 触发器可判断是进车还是出车，并可为下一个 74192 计数器提供脉冲和电平。 2 去抖电路逻辑表达式 说明：由于普通开关的闭合都会产生抖动，因此要用去抖电路消除抖动对电路的影响。3 192 计数电路74LS192 是双时钟方式的十进制可逆计数器。(bcd, 二进制), CPU 为加计数时钟输入端， C
9、PD 为减计数时钟输入端。 LD 为预置输入控制端，异步预置。 CR 为复位输入端，高电平有效，异步清除。 CO 为进位输出：1001 状态后负脉冲输出。 BO 为借位输出：0000 状态后负脉冲输出。下图为 192 功能表时序图如下：下面是通过级联构成的两位加减计数器4 报警提示电路当停车场中无停车车位时指示灯亮起，提醒车主不要进入，当有车出库时，警示灯熄灭，表示车主可以进入停车场。当输入端的信号全是低电平时输出为 1，即当两片 74192 的输出都是 0 时输出 1。5 译码显示电路模拟时使用的是带有译码器的 7 段数码显示器，由 4 个引脚，使用时最左边的引脚接最高位信号依次接入即可。在
10、本系统中只需使用两个显示器，引脚从左到右一次接入 QDQCQBQA即可。综合各部分电路后的系统电路图如下所示：正常工作时开关L处于高位表示无信号，1、2、U、D 处于低位。按下L后系统自动归为默认值，按1可对各位进行置数，按 2可以对十位进行置数（注意：各位置数由进位输出）。开关顺序为 UDUD 时计数器加一，表示出一辆车，开关顺序为 DUDU 计数器减一，表示进一辆车。当计数器的值减到零之后红色指示灯亮绿灯灭，表示无空位提示车主不要进入。当有车出去后计数器加一，绿色指示灯亮红灯灭取消无空位提示。停车场车位管理系统示意图D D U U停车场进口放大整形电路放大整形电路模拟开关 D输出01100
11、0110001101100传感器接收到的信号经过放大整形处理后即可接入到计数系统中。五、使用的元件：元件名称 规格及用途 数量74LS00 与非门 274LS14 去抖动 174LS74 RS 触发器 174LS32 二输入或门 274LS192 十进制可逆计数器 2七段显示器 显示车位 2电阻 470 2电容 10F 2六、参考文献：1、特殊应用电路 臧广才主编 中国计量出版社出版2、通用数字电路 戴紫杉主编 中国计量出版社出版3、测量与传感技术 姜德谭主编 中国计量出版社出版七、心得体会：本次试验是我做过的最复杂也是最有收获的一个实验。这次实验给我们提供另外一次理论联系实际的机会，是我们很
12、好的将学到的理论知识应用到实际发光元件 接收器没有车时输出低电平，有车时输出高电平模拟开关 U停车场车位管理系统处理电路的操作之中，我们相互讨论，相互学习，对我们各方面的提高有很大的帮助。设计过程花费了我们很长时间，刚开始的时候，我们感觉什么都不懂，于是我们到图书馆查阅了大量资料，弄清楚了许多芯片的作用，初步设定了实验方案。但是到了具体操作时，我们又遇到了很多麻烦，我们积极询问老师和同学，在一次次失败中积累经验教训，通过自身的努力和老师的帮助，终于设计出了符合设计要求的方案。仿真成功以后，我们组员脸上露出了久违的笑容，这的很不容易。制作过程是与设计仿真完全不同的，制作过程需要的是耐心、细心、以
13、及持之以恒的毅力。然而制作过程更重要是的实际操作，我们就遇到了问题，比如说仿真时芯片的一些引脚是悬空的，我们制作也让那些引脚悬空，当验证电路功能的时候就是得不到正确的结果，但是我们并没有放弃，我们换了一个芯片，检查了连线，询问了同学老师，终于知道了原因所在，仿真时那些悬空的引脚是要接地的。修改了错误之后，我们后面的制作就很简单了。我们按照老师的方法，边做边测试，很快就连接好了其他部分的电路，经过测试，我们的电路连接是正确的。老师验收的时候，给予了我们好的评价，这是对我们付出的努力的最好回报。这次课程设计实验，考察的不仅是我们的知识，还有我们的动手能力，我们的耐心、信心、毅力和团结合作意识。这次试验的成功，不管是对我们课本上的知识的升华，更重要的是锻炼了我们的动手能力，培养了我们的合作意识，我觉得做我们来说意义很大。
