停车场空位显示电路.doc

1 设计任务描述
设计题目:停车场空位显示电路
设计要求
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。
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;
发挥部分
(1)可显示剩余空位的同时显示已存的车数;
(2)提示灯警报功能,剩余空位为零时提示闪烁;

2 设计思路
根据设计的要求和自己的发挥部分,我设计的停车场基本电路由五个部分组成,接受脉冲并经施密特触发器整形部分,车位空位记数部分,计数功能预置部分,警报部分和译码显示部分。其中最重要的是记数部分。
(1)整形部分:采用555定时器组成的施密特触发器,入口脉冲和出口脉冲不是稳定规则的矩形波经过施密特触发器进行整形再送到两组可逆计数器的两个接受端。
(2)车位记数部分:由于是空位和已存车位的记数,所以采用可加可减有置数功能的可逆计数器。记数部分我菜用六个十进制可逆记数器分两组,三个为一组,分别记剩余空位和已存车数。如出口脉冲经施密特触发器送给第一组记数器的加数端口即up端增加剩余车位数同时又送给第二组记数器的减数端即down端减少已存车数;同理,入口脉冲经施密特触发器送给第一组计数器的减数端即down端减少剩余车位数同时送给增记数端即up端增加已存车数。
记数功能预置数部分:当记数器的置数端处于工作状态时即置数端接地,记数器的输入端的输入等于输出,通过调节输入从而实现手动置数功能。采用又三个同型号的十进制可逆计数器,不串联而是三个分别接在三个串联记剩余空位数的计数器的四个输入端上,串联的三个记数器的置数端使其处于工作状态,分别控制其计数器的“个”“十”“百”位。有一多谐震荡器产生脉冲接入分别接三个计数器的加数端,分别通过开关手动调节想要置得“个”“十”“百”上的数,实现手动置数功能。
警报提示部分:可采用由集成电路定时器555与RC组成和一个发光二极管相连,选用555定时器构成多谐振荡器,振荡器的频率为1000赫兹当电路出现预定条件剩余空位为零时,发出报警信号发光二级管有闪烁光。
(5)译码显示部分:将计数器输出的8421BCD码转换成数码管需要的逻辑状态,并且为保证数码管正常工作提供足够的工作电流。
其中发挥部分为第二组记录已存车位和无空位时报警提示二极闪烁发光。

3 设计方框图

报警提示
手动置数

入口
脉冲
三个可逆
计数器
译码显示器
译码显示器
出口
脉冲
三个可逆
计数器
4 各部分电路设计及参数计算

图 施密特触发器

施密特触发器的应用
1 波形变换
可将三角波、正弦波等变成矩形波。
2. 脉冲波的整形
数字系统中,矩形脉冲在传输中经常发生波形畸变,出现上升沿和下降沿不理想的情况,可用施密特触发器整形后,获得较理想的矩形脉冲。
施密特触发器也有两个稳定状态,但与一般触发器不同的是,施密特触发器采用电位触发方式,其状态由输入信号电位维持;对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号,施密特触发器有不同的阀值电压。
门电路有一个阈值电压,当输入电压从低电平上升到阈值电压或从高电平下降到阈值电压时电路的状态将发生变化。施密特触发器是一种特殊的门电路,与普通的门电路不同,施密特触发器有两个阈值电压,分别称为正向阈值电压和负向阈值电压。在输入信号从低
电平上升到高电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为正向阈值电压,在输入信号从高电平下降到低电平的过程中使电路状态发生变化的输入电压称为负向阈值电压。正向阈值电压与负向阈值电压之差称为回差电压。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。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计数器功能设置端它是一种阈值开关电路,具有突变输入——输出特性的门电路。这种电路被设计成阻止输入电压出现微小变化(低于某一阈值)而引起的输出电压的改变。
从传感器得到的矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变。当传输线上的电容较大时,波形的上