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1、停车场车位计数电路- 1 -1 设计任务描述1.1 设计题目：停车场车位计数电路设计题目：停车场车位计数电路1.2 设计要求设计要求1.2.1 设计目的设计目的 （1）掌握计数、显示电路的构成、原理与设计方法； （2）熟悉集成电路的使用方法。1.2.2 基本要求基本要求（1）按共 100 空车位计，可手动设置空位数目； （2）车出入划卡，各有一个划卡位； （3）对出入车辆记录，出 1 车则多一空位，入一车则少一空位；1.2.3 发挥部分发挥部分(1)每有车出入时系统自动发出提示信号； (2)停车场已用车位和剩余车位达到整百数时系统自动发出提示信号；沈阳工程学院课程设计（论文）- 2 -2 设计
2、思路根据此次课程设计的要求，我设计的停车场车位计数电路基本部分主要可分为四个 部分，分别为接收脉冲信号系统；计数器功能预置系统；车位计数系统；译码显示系统； 。我设计的停车场车位计数电路的发挥部分有两处，分别为每有车辆进出时系统提示电 路和车位计数达到整百时系统提示电路。 入口处和出口处的脉冲信号经由逻辑门电路组成的脉冲接收系统统一输送到两组计 数器的脉冲信号接收端，使两组计数器实现同步计数功能。同时两处脉冲控制由两个定 时器 555 所组成的施密特触发器和反相器所组成的计数器功能预置系统使两组计数器分 别实现加、减功能。计数器产生信号输送到由译码和发光二极管显示器所组成的译码显 示系统并由其
3、显示输出。 经查找资料后确定各系统实现其功能所采用的元件：(1)接受脉冲信号系统：一个 7409N；(2)计数功能预置系统：二个 555 定时器和二个 0.01uF 的电容器；(3)车位计数 系统：六个 4209BT；(4)译码显示系统：六个 4511BT 和六个发光二极管显示器； 我所设计的发挥部分：每有车辆出入停车场时都会有一秒的提示音发出，其由 555 定时器组成的单稳态触发器和多谐振荡器外加扬声器组成。脉冲经过单稳态触发器实现 对多谐振荡器输出的时间控制；当计数器输出值变化一百时会有闪烁光和声音提示，由 555 定时器组成的单稳态触发器控制同样由 555 定时器组成的多谐振荡器时间输出
4、。停车场车位计数电路- 3 -已用车位显示器已用车位计数器入口 脉冲 产生 电路已用 车位 达整 百时 提示 电路计数器功能预制电路空余车位计数器空余车位显示器有车 进出 时提 示电 路已用 车位 达 90 时闪 烁提 示电 路出口 脉冲 产生 电路已用 车位 达 100 时长 鸣提 示电 路 沈阳工程学院课程设计（论文）- 4 -4 各部分电路设计及参数计算4.14.1 接收出脉冲信号部分的设计及参数计算接收出脉冲信号部分的设计及参数计算U19A7409N图 4.1 接收脉冲信号电路本电路中的接收脉冲信号电路是由一个与门够成，它可以将两处脉冲信号合而为一 统一的送入电路中的计数器，实现其计数
5、功能。工作原理：为使两处的计数器同步的工 作，在两处信号之间加个 7409N 与门，使两处的脉冲信号可以做到对两组计数器的同步 控制。4.24.2 计数器功能预置电路部分的设计及其参数计算计数器功能预置电路部分的设计及其参数计算A1555_VIRTUALGNDDISOUTRSTVCCTHRCONTRIA2555_VIRTUALGNDDISOUTRSTVCCTHRCONTRIC1910nF71C2910nF72R11k74C3910nF77C4910nF78R31kR4 1k818283U19A7409N757376U20A7402NU21A 7405N858600停车场车位计数电路- 5 -图
6、 4.2 计数器功能预置电路本电路中的计数器功能预置电路同样也是为了使两组计数器同步工作而设计的。它 是由两个相同型号的 555 定时器组成的施密特触发器及逻辑门电路组成的。输出端直接 与计数器功能设置端相连（两组计数器之间用一个 7402N 和 7405N 反相器相连） 。工作原 理：脉冲产生的信号由于某些原因不可能出现正规的方波信号，而计数器实现功能预置 需要正规的方波信号，所以需要一个波形整形电路。为了降低计数器的误差，计数器功 能设置端所接收的有效信号不能大于脉冲很多。所以我选择了由 555 定时器组成的施密 特触发器做为此部分的整形和输出主体。所输出的方波信号经由逻辑门电路处理后送至
7、 计数器功能设置端。4 4.3.3 计数电路部分的设计及参数计算计数电路部分的设计及参数计算U16 4029BT_10VQ06 Q111 Q214 Q32TC7P04 P112 P213 P33CI5BIN/DEC9PE1UP/DN10CP15U13 4029BT_10VQ06 Q111 Q214 Q32TC7P04 P112 P213 P33CI5BIN/DEC9PE1UP/DN10CP15U14 4029BT_10VQ06 Q111 Q214 Q32TC7P04 P112 P213 P33CI5BIN/DEC9PE1UP/DN10CP15U15 4029BT_10VQ06 Q111 Q21
8、4 Q32TC7P04 P112 P213 P33CI5BIN/DEC9PE1UP/DN10CP15U17 4029BT_10VQ06 Q111 Q214 Q32TC7P04 P112 P213 P33CI5BIN/DEC9PE1UP/DN10CP15U18 4029BT_10VQ06 Q111 Q214 Q32TC7P04 P112 P213 P33CI5BIN/DEC9PE1UP/DN10CP15VCC43U23A7405N44VSS图 4.3 计数电路本电路由六个十进制的计数器 4029BT 组成，分为两组，分别对已用车位和空余车位 进行计数。两组计数器功能设置端通过一个反相器连接后连接
9、到整个电路的计数器功能 预置电路输出端。即实现两组计数器可以实现一组为加计数，另一组为减计数。此处涉 及到一个电路初始时空余车位为 100 时的置数问题。本电路采用手动的置数方法。当系 统工作时闭合开关，空余车位的百位计数器开始正常的计数，否则接通电源后，其百位 总显示 1。4 4. .4 4 译码显示电路部分的设计及参数计算译码显示电路部分的设计及参数计算U1A B C D E F GCAU2A B C D E F GCAU3A B C D E F GCAU4A B C D E F GCAU5A B C D E F GCAU6A B C D E F GCAU7 4511BT_10VDA7 D
10、B1 DC2 DD6OA13OD10 OE9 OF15OC11OB12OG14EL5 BI4 LT3U8 4511BT_10VDA7 DB1 DC2 DD6OA13OD10 OE9 OF15OC11OB12OG14EL5 BI4 LT3U9 4511BT_10VDA7 DB1 DC2 DD6OA13OD10 OE9 OF15OC11OB12OG14EL5 BI4 LT3U10 4511BT_10VDA7 DB1 DC2 DD6OA13OD10 OE9 OF15OC11OB12OG14EL5 BI4 LT3U11 4511BT_10VDA7 DB1 DC2 DD6OA13OD10 OE9 OF1
11、5OC11OB12OG14EL5 BI4 LT3U12 4511BT_10VDA7 DB1 DC2 DD6OA13OD10 OE9 OF15OC11OB12OG14EL5 BI4 LT312345678910 11 12 13 1415 16 17 18 19 20 2122 23 24 25 26 27 2829 30 31 32 33 34 3536 37 38 39 40 41 42图 4.4 译码显示电路 本部分由六个 4511BT 和六个显示器组成，分别实现对已用车位和空余车位的计数器 译码输出，直观的显示给顾客和停车场工作人员。准确的对停车场车位计数进行显示输 出。显示器采用的七段
12、式数字显示器为共阴极发光二极管显示器。译码器将 8421BCD 码沈阳工程学院课程设计（论文）- 6 -译出后经驱动器点亮显示器的对应端使其发光在显示器上输出。4.54.5 剩余车位达到剩余车位达到 1010 个及个及 1010 个以下时闪烁光提示电路的设计及参数计算个以下时闪烁光提示电路的设计及参数计算4.5.14.5.1 剩余车位达到剩余车位达到 1010 个及个及 1010 个以下时闪烁光提示电路的设计个以下时闪烁光提示电路的设计A7555_VIRTUALGNDDISOUTRSTVCCTHRCONTRIC13910nFC14910nFR131kR14 1k102101100A8555_V
13、IRTUALGNDDISOUTRSTVCCTHRCONTRIC15910nFC16910nFR151kR16 1kVCC 5V106VCC107105104LED2900XLV3InputU24A7402NU25A 7402NU26A7402NU27A7402NU28A7404NU29A 7404NU30A7404NU32A 7404NU33A7404N94979899108109929510391图 4.5 图 4.4.1 剩余车位达到 10 个及 10 个以下时闪烁光提示电路剩余车位达到 10 个及 10 个以下时闪烁光提示电路由一个由 555 定时器组成的多谐 振荡器与若干个逻辑门电路组
14、成。空余车位计数器的十位百位计数器输出端经若干个逻 辑或电路作用后连接到振荡器的控制端，实现当十位百位计数器计数分别为 9 和 1 的时 候振荡器开始工作，产生频率为 1.2KHz 使发光二极管闪烁。4.5.24.5.2 剩余车位达到剩余车位达到 1010 个及个及 1010 个以下时闪烁光提示电路参数计算个以下时闪烁光提示电路参数计算参数标注如图 4.5 所示 555 振荡器的周期可由下列公式计算：T=t1+t2=1 mst1=0.7(R1+R2+RRP+R2)C1t2=0.7R2C1停车场车位计数电路- 7 -若选定脉冲占空比 为 0.6，可得=0.6211 ttt t1=0.6 1ms=
15、0.6mst2=T-t1=1-0.6=0.4ms 取电容为 0.22uF，R2为 2.4K时计算R1得 610。符合实际取值。4.64.6 已用车位数达到已用车位数达到 100100 时长鸣提示电路的设计及参数计算时长鸣提示电路的设计及参数计算4.6.14.6.1 已用车位数达到已用车位数达到 100100 时长鸣提示电路的设计时长鸣提示电路的设计A7555_VIRTUALGNDDISOUTRSTVCCTHRCONTRIC13910nFC14910nFR131kR14 1k101100XLV3InputU24A7402NU27A7402N9510391图 4.5 已用车位数达到 100 时长鸣
16、提示电路此提示电路够成与剩余车位达到 10 个及 10 个以下时闪烁光提示电路基本一样。同 样产生 1.2KHz 的频率使扬声器一直工作。其采用逻辑与非门控制 555 定时器的工作，与 非门的输入端连接已用车位百位的计数器。整个电路主要围绕产生一定的交流信号供给 扬声器工作和信号产生器的可控制性所设计的。4.6.24.6.2 已用车位数达到已用车位数达到 100100 时长鸣提示电路参数计算时长鸣提示电路参数计算参数标注如图 4.5 所示 555 振荡器的周期可由下列公式计算：T=t1+t2=1 mst1=0.7(R1+R2+RRP+R2)C1t2=0.7R2C1 若选定脉冲占空比 为 0.6，可得=0.6211 ttt t1=0.6 1ms=0.6mst2=T-t1=1-0.6=0.4ms 取电容为 0.22uF，R2为 2.4K时计算R1得 610。符合实际取值。沈阳工程学院课程设计（论文）- 8 -4.74.7 每有车辆出入时提
