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  停车场车位管理系统_生产/经营管理_经管营销_专业资料。汽车停车场车位管理系统 XXXXXXXX 班级: 学生: 学生: 学生: 停车场车位管理系统 指导老师: 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

  汽车停车场车位管理系统 XXXXXXXX 班级: 学生: 学生: 学生: 停车场车位管理系统 指导老师: 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 。十大网赌网址! 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 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+QA2)]’,只有在 QD1、 QC1、QB1、QA1、QD2、QC2、QB2、QA2 全为零时 F 才为1。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。 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,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。 译码电路 提示电路 空余 泊位 数显 示 方向鉴别 可 加脉冲 锁 逆 UP 脉 计 冲 数 器 DOWN 减脉冲 电 路 手动调整键 方 向 传感器电路 甲传感器 鉴 别 电 传感器电路 乙传感器 路 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 DU 两端均处于低电平,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,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 U→D→U→D 时计数器加一,表示出一辆 车,开关顺序为 D→U→D→U 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 停车场进口 D D U U 发光元件 接收器 模拟开关 D 输出 放大整形电路 放大整形电路 011000110 001101100 模拟开关 U 没有车时输出低电平,有车时输 出高电平 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、使用的元件: 元件名称 74LS00 74LS14 74LS74 74LS32 74LS192 七段显示器 电阻 电容 规格及用途 与非门 去抖动 RS 触发器 二输入或门 十进制可逆计数器 显示车位 470Ω 10μ F 数量 2 1 1 2 2 2 2 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,是我们很好的将学到的理论知识应用到实际的操 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。