停车场车位管理系统.docx

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停车场车位管理系统

停车场车位管理系统

班级：

组别：

指导老师:

组员：

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”。

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,传感器的输出信号需整形处理。

三设计思路及原理:

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DOWN=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4072四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+QA2）]’,只有在QD1、QC1、QB1、QA1、QD2、QC2、QB2、QA2全为零时F才为1。

因此用一片4072和一片7402则可以判断高位74192和低位74192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（7432）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ＵＰ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。

LOAD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LOAD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（7408）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，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。

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

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S1和S2均接低电平，D1D2输入端都为低电平，由于有进车导致S1接高电平，为D1提供一个上升沿，并使D2可以正常工作，但由于S2还为低电平所以D1无法正常工作且输出为1，当S2变为高电平，为D2提供一个上升沿，所以触发D2工作，D2输出为0，当S1变为低电平，D2被置1，由于D2输出由1变0，再由0变1，可视为UP端输出一个完整脉冲。

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。

（实现电路时S1S2由光面对管代替，S1S2和D1D2中间连接部分为去抖电路，电容另一端皆接地。

）

D1

D2

DOWN

UP

2去抖电路：

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。

3192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，CPD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，当有车出库后，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：

停车场车位管理系统示意图：

输出

停车场进口

011000110

模拟开关D

放大整形电路

DD

001101100

放大整形电路

UU

模拟开关U

没有车时输出低电平，有车时输出高电平

接收器

发光元件

停车场车位管理系统处理电路

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.使用的元器件：

●元件名称

●规格及用途

●芯片数量

7474N

D触发器

1

7414N

施密特非门

2

74192N

可逆计数器

2

7404N

非门

1

7408J

与门

2

4072BD_5V

四输入或门

2

7402N

或非门

2

七段显示器

显示频率值

4

7432N

或门

1

电容

1uF

5

电阻

100

9

光敏对管

传感器

2

六．参考文献：

1、安德宁赵廷瑞编注.数字电路与逻辑设计实验技术.北京邮电学院出版社

2．、高吉祥主编电子技术基础实验与课程设计电子工业出版社2002.2

3．、谢自美主编电子线路设计.实验.测试（第二版）华中科技大学出版社2000.7

七．心得体会：

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，对于老师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。