简易停车场车位管理系统的设计.doc

课 程 名 称 电子技术综合课程设计
院（系） 专业
班级 学号 姓名
课程设计题目 简易停车场车位管理系统的设计
课程设计时间： 年 月 日 至 年 月 日
课程设计的内容及要求：
一、设计说明
设计一个能够实施显示停车场空余车位信息的简易系统.
简易停车场车位管理系统的工作原理框图如图1所示。主要包括数字控制及显示部分、方向识别电路两大。系统通过传感器根据汽车出入产生的不同传感器信号经过方向鉴别电路实现停车场停车数量的实时显示.手动调整部分为人工干预停车数量的备用设置。
图1 简易停车场车位管理系统工作原理框图
二、技术指标
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．当无空位时应将无空位告警提示灯点亮，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，传感器的输出信号可由两路高低电平信号代替.
三、设计要求
1．在选择器件时,应考虑成本。
2．根据技术指标通过分析计算确定电路形式和元器件参数。
3．主要器件:(1)可逆计数器;（2)译码器；（4) 555.
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。姚福安。 电子电路设计与实践[M］。济南：山东科学技术出版社,2001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.刘贵栋主编。电子电路的Multisim仿真实践[M]。哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，2008年
4。童诗白、华成英主编.模拟电子技术基础［M］。北京：高等教育出版社，2007年。
六、按照要求撰写课程设计报告
指导教师 年 月 日
负责教师 年 月 日
学生签字 年 月 日
成绩评定表
评语、建议或需要说明的问题：
指导教师签字: 日期：
成 绩

一、 概述
停车场车位管理需要解决进车和出车计数功能，并同步显示剩余车位数,当进车数达到停车场最大车位数时,能够锁定状态停止减法计数,而加法计数保持不变,并进行警报；当出车数达到最大车位数时，能够锁定状态停止加法计数，加法计数保持不变。同时还能够进行手动调整现场实际空余车位数,并有一个清空键，显示最大车位数.本文设计电路能够完成以上要求和功能。
二、 方案论证
设计一个能够实施显示停车场空余车位信息的简易系统。
警报
简易停车场车位管理系统的工作原理框图如图1所示.主要包括数字控制及显示部分、方向识别电路两大。系统通过传感器根据汽车出入产生的不同信号经过方向鉴别电路实现停车场停车数量的实时显示。手动调整部分为人工干预停车数量的备用设置。
Up down
可逆计数器

显示电路
信号输入
方向识别电路
00/99锁脉冲电路

手动调整

清零

图1 简易停车场车位管理系统工作原理框图
三、 电路设计
1. 双向选择电路
双向选择电路如图2所示是由一个数据选择器，两个开关，六个非门和一个电源组成的。能够实现进车出车的方向识别，输出信号使计数电路实现加减计数.
当没有车进入时，开关J1、J4分别接在低电平，经过U2/U1/U3/U13的延时作用，1Y/2Y输出低电平,经过U4、U14输出高电平；进车时，J4先接高电平，J1后接高电平，J4随后接低电平，J1再接低电平，这时1Y输出一个低电平脉冲，经过非门输出高电平脉冲;出车时，J1先接高电平，J4后接高电平，J1随后接低电平，J4再接低电平，这时2Y输出一个低电平脉冲，经过非门输出高电平脉冲.1G和2G两个端口与J1、J4相连，保证数据选择器分别工作。1C0/1CO1/1C2/1C3和2CO/2C1/2C2/2C3接成0100和0010形式，使得1Y/2Y分别输出高低电平。
图2 双向选择电路
2. 手动调整电路
手动调整电路如图3所示是由一个555，两个电源，两个开关，两个电容，一个电阻组成的。实现手动调整功能。J2,J3是手动开关，分别调整个位和十位。
图3 手动调整电路
在没使用时，开关接至低电平，555输出高电平，进行车位调整时，开关接至高电平，随即松开，555输出端输出一个低电平信号，随后恢复为高电平，形成一个脉冲信号.
3. 计数电路
计数电路如图4所示是由两个74LS192D，一个电源,两个与门,两个或门组成的.接受来自方向识别电路，手动调整电路和锁脉冲电路的电平信号,以实现进车加数,出车减数，手动调整数，和锁定计数功能。
图4 计数电路
U17接入手动和自动电路信号，无调整信号时，输出为高电平，当有信号时，输出为低电平信号,接至U23,当计数器未达到99时,锁脉冲电路输出低电平,这时方向识别电路和手动调整电路的信号通过或门输出至加法计数端,输出QA/QB/QC/QD相应输出信号，若均无加法计数信号，则或门输出高电平,计数器能进行减法计数，当计数器计至99时，锁脉冲电路输出高电平，通过或门输出高电平，这时方向识别电路和手动调整电路的信号无法通过或门,就无法进行加法计数，但减法计数仍然可以；U27接至方向识别电路和锁脉冲电路,当计数器未计至00是,锁脉冲电路输出低电平,方向识别电路的信号可以通过或门加至减法计数端,当计数电路计至00是锁脉冲电路输出高电平信号，方向识别电路的信号无法通过或门，就无法进行减法计数，但是可以进行加法计数;U28接U5的进位输出端和手动调整电路，无调整时,U5产生一个循环即输出进位信号,可以通过与门加载到加法计数端，形成加法计数信号，无进位信号时,输出高电平,手动调整电路的信号可以通过与门加载到加法计数端；U6的减法计数端接至U5借位输出端，当U5减少一个循环时，则输出一个借位信号使U6进行一次减法计数；U5、U6的输入端ABCD均接成1001，当置数端截至低电平时，进行置数99。
4显示电路
显示电路如图5所示由两个数码管，两个7448N译码器和两个电阻器，一个电源组成的.实现将计数器传来的信号翻译并在数码管上显示出来。
图5 显示电路
当有信号时,译码电路即进行译码操作，输出至数码管。电源即电阻是数码管进行正常工作。
5。锁脉冲电路
00锁脉冲电路图6所示是由三个与门组成的.实现当显示为00时,计数电路停止减法计数。99锁脉冲电路如图7所示是由六个或门和一个或非门组成的，以实现当显示为99时,计数电路停止加法计数。
图6 00锁脉冲电路
当计数器计数至99时，QA/QD均为高电平，通过与门输出也是高电平;当计数器不是99时,则QA/QD端不同时为高电平，通过与门输出低电平.
图 7 99锁脉冲电路
当计数器计至00时,QA/QB/QC/QD输出为低电平，则通过U20/U21、U25/U26输出也为低电平，U24/U19输出也为低电平，通过U30输出为高电平；当计数器不是00时,通过与门输出高电平，与非门输出低电平.
6。警报电路
警报电路如图8所示是由一个红灯组成的,当计数器计到00时,红灯亮,表示警报，无空余车位。
图8 警报电路
当计数至00时U30输出高电平，红灯亮。
7.清零电路
清零电路如图9所示是由一个电源和一个开关组成的，以实现清零功能。
图9 清零电路
开关在接至电源时，输出高电平，计数器正常工作；开关接地时,输出低电平，计数器被置数99.
四、 性能的测试
1. 进车信号测试
测试点在端口U14处，检测在进车时有无电平信号变化。使用示波器检测电平信号的变化。如图10所示,进车时有电平信号变化,数码管显示数字进一位。
图10 进车信号电平测试
2。出车信号测试
测试点在端口U4处，检测在出车时有无电平信号变化。使用示波器检测电平信号的变化。如图11所示，出车是有电平变化，数码管显示数字减一位。
图11 出车电平信号测试
3。清零性能测试
测试清零开关能否正常工作。开关J5接至低电平,显示器显示99即停车场最大车位数,能正常工作。如图12所示。
图12 清零性能
4. 00锁脉冲电路性能测试
计数器计数至00时，能否锁定电路。计数至00，继续出车测试，数码管数字不变，进车测试数码管开始变化并进一位。如图13所示。
图13 00锁脉冲电路测试
5. 99锁脉冲电路性能测试
计数器计数至99时，能否锁定电路。计数至99，继续进车测试，数码管数字不变，出车测试，数码管开始变化并减一位。如图14所示。
图14 99锁脉冲电路测试
6。警报电路性能测试
测试当计数至00时，警报电路能否提供警报。计数至00,红灯亮,警报电路正常工作，非00时，红灯不亮.如图15所示。
图15 警报电路测试
7. 手动调整电路性能测试
测试手动调整电路能否正常工作。当开关J2闭合后松开,数码管U11产生进位即加一位数；开关J3闭合后松开,数码管U10产生进位即加一位数,最后可以达到00～99之间任意数。
图16 手动调整电路测试
五、 结论
本文设计的电路能够实现清零功能，并显示最大车位数99；还能够自动判别车辆进出方向,实现相应的加减计数功能,同时显示空余车位数;有手动调整功能,用来调整现场实际车位数；还有警报功能，当空余车位数为0时，红灯亮,警报无空余车位，同时实现锁定功能，不再进行减法计数；当空余车位数为最大车位数时，锁定并不再进行加法计数，该电路实现了所有技术指标和要求，能够使用。
六、 性价比
该电路使用两个可逆计数器、两个555、一个数据选择器、两个译码器和一些与门、或门等，这些器件价格便宜，方便易得，成熟可靠，能够较好的实现所有要求和技术指标，同时能够保证本系统具有足够高的可靠性和实用性，具有较好的性价比。
七、 课设体会及合理化建议
在完成课程设计的这段时间，为了较好的完成课题，我查阅了大量的资料与书籍,掌握了一些关于Multisim的使用方法和数字电子设计的分析。在这一过程中，对于课程教授的数电知识有了更深的理解，并对实用的数字电子设计有了初步的了解；在解决问题的过程中，提高了自己自主分析问题，解决问题的能力，锻炼了自己的逻辑思维能力，提高了解决实际应用问题的能力，给予启发，收获很大。
参考文献
[1］ 阎石主编. 数字电子技术. [M］北京:高等教育出版社,2006年
[2］ 陈振官等编著. 新颖高效声光报警器. ［M］北京：国防工业出版社，2005年
附录I 总电路图
附录II 元器件清单
序号
编号
名称
型号
数量
1
U5 U6
可逆计数器
74LS192D
2
2
U9
数据选择器
74HC153D
1
3
U7 U8
译码器
7448N
2
4
U12 U15
555
555_TIMER_RATED
2
5
U17 U18 U22 U28 U29
与门
NC7SZ08_4V
5
6
U1 U2 U3 U4 U13 U14
非门
NC7S04_4V
6
7
U30
或非门
NC7SZ02_4V
1
8
U19 U20 U21 U23 U24 U25 U26 U27
或门
NC7SZ32_4V
8
9
R1 R4
电阻器
1＊8SIP
2
10
U10 U11
数显管
SEVEN_SEG_COM_K_GREEN
2
11
J1 J4 J5
开关
SPDT
3
12
X1
灯
PROBE_DIG_RED
1
13
C1 C2
电容
CAPACITOR_RATED
2
14
R3
电阻
RESISTOR
1
15
J2 J3
开关
PB_DPST
2