停车场计数器的设计文档格式.docx

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由555定时器组成的单稳态触发器驱动灯泡发光，提示空车位数为0。

三、选择器件

序号

元件名称

规格及用途

数量

定时器

LM555

1片

2

计数器

74LS192N

3片

3

译码器

74LS48

4

显示器

SEVEN-SEG--K

5

三输入或门

4075BP

6

四输入或门

4072BD

7

电阻排

RPACK7300

3个

8

电阻

1k

1个

9

电容

1uF

10

0.01uF

11

单刀双掷开关

SPDT

2个

12

灯泡

4V5W

13

导线

假设干

3.1可逆计数器74LS192

计数开场时，先在RD端输入一个正脉冲，此时两个计数器均被置为0状态。

此后在LD端输入“1〞，RD端输入“0〞，那么计数器处于计数状态。

在个位的74LS192

（1）的CU端逐个输入计数脉冲CP，个位的74LS192开场进展加法计数。

在第10个CP脉冲上升沿到来后，个位74LS192的状态从1001→0000，同时其进位输出从0→1。

此上升沿使十位的74LS192

（2）从0000开场计数，直到第100个CP脉冲作用后，计数器由10011001恢复为00000000，完成一次计数循环。

当第一级计数器的CPU端接收到脉冲信号时，计数器进展加法计数；

当计数器的CPD端接收到脉冲信号时，计数器进展减法计数和加法计数。

第一级计数为9时下一个脉冲到来时，第一级计数器加1进位变零，向上一级进位；

减法计数时，当第一级计数器为0时，下一个脉冲到来时，上一级计数器借位，第一级从10减1变为9，

3.1.1逻辑符号和引脚图

图3.1〔a〕逻辑符号和（b）引脚图

〔a〕

（b）

真值表：

MR

PL

CPU

CPD

MODE工作模式

H

X

Reset（Asyn.）去除

L

Preset（Asyn.）预置

NoChange保持

↑

CountUp加计数

CountDowN减计数

3.1.2功能表

表3.174LS192功能表

输入

输出

P3

P2

P1

P0

Q3

Q2

Q1

Q0

×

d

c

b

a

加计数

减计数

OperatingConditions建议操作条件：

Symbol符号

Parameter参数

最小

典型

最大

UNIT单位

VCC

SupplyVoltage电源电压

54

4.5

5.0

5.5

V

74

4.75

5.25

TA

OperatingAmbientTemperatureRange操作环境温度X围

–55

25

125

℃

70

IOH

OutputCurrent—High输出电流-高电平

54,74

-

–0.4

mA

IOL

OutputCurrent—Low输出电流-低电平

4.0

8.0

H=高电平L=低电平X=不定〔高或低电平〕↑=由“低〞→“高〞电平的跃变

3.1.3功能介绍

74LS192同步十进制可逆计数器具有双时钟输入，可以执行十进制加和减法计数并具有去除、置数等功能。

当去除端CR=1时，计数器直接清零〔称为异步清零〕。

执行其它功能时，CR=0。

当CR=LD=0时，数据直接从输入端DA、DB、DC、DD置入计数器；

当CR=0、LD=1时，执行计数功能。

当CPD=1时，计数脉冲由加计数端CPD输入，在计数脉冲上升沿按8421编码执行十进制加法计数。

当CPU=1时，计数脉冲由减法计数端CPD输入，在计数脉冲上升沿按8421编码执行十进制减法计数。

减法计数时，当第一级计数器为0时，下一个脉冲到来时，上一级计数器借位，第一级从10减1变为9。

74LS192引脚功能介绍：

引脚功能表：

CPU

CountUpClockPulseInput计数芯片时钟脉冲输入

CPD

CountDownClockPulseInput倒计时时钟脉冲输入

MR

AsynchronousMasterReset（Clear）Input异步主复位〔去除〕输入

AsynchronousParallelLoad（ActiveLOW）Input异步并行负载〔低电平〕输入

Pn

ParallelDataInputs并行数据输入

Qn

Flip-FlopOutputs（Noteb）触发器输出〔附注b〕

TCD

TerminalCountDown（Borrow）Output（Noteb）终端倒计时〔借〕输出〔注b〕

TCU

TerminalCountUp（Carry）Output（Noteb）终端数最多输出〔注b〕

NOTES:

a.1TTLUNIT单位Load（U.L.）=40mAHIGH/1.6mALOW.

b.TheOutputLOWdrivefactoris2.5U.L.forMilitary（54）and5U.L.formercial（74）TemperatureRangesLS192LOGICEQUATIONS

DCSPECIFICATIONS直流电气规格：

Limits限制X围

TestConditions条件

VIH

InputHIGHVoltage输入高电平电压

2.0

GuaranteedInputHIGHVoltageforAllInputs

VIL

InputLOWVoltage输入低电平电压

0.7

v

GuaranteedInputLOWVoltageforAllInputs

0.8

VIK

InputClampDiodeVoltage钳位二极管输入电压

–0.65

-1.5

VCC=最小,IIN=–18mA

VOH

OutputHIGHVoltage输出高电平电压

2.5

3.5

VCC=最小,IOH=最大,VIN=VIHCCOHINIHorVILperTruthTable真值表

2.7

VOL

OutputLOWVoltage输出低电平电压

0.25

0.4

V

IOL=4.0mA

VCC=VCC最小,VIN=VIL

0.35

0.5

IOL=8.0mA

IIH

InputHIGHCurrent输入高电平电流

20

μA

VCC=最大,VIN=2.7V

0.1

VCC=最大,VIN=7.0V

IIL

InputLOWCurrent输入低电平电流　

VCC=最大,VIN=0.4V

IOS

ShortCircuitCurrent（Note1）短路电流

–20

–100

VCC=最大

ICC

PowerSupplyCurrent电源电流

34

ACCHARACTERISTICS（TA=25℃）交流特性（TA=25℃）：

UNIT单位

TestConditions测试条件

fMax

MaximumClockFrequency最大时钟频率

32

MHz

VCC=5.0VCL=15pF

tPLHtPHL

CPUInputtoTCUOutputCPU输入到TCU输出

1718

2624

ns

CPDInputtoTCDOutputCPD输入到TCD输出

1615

2424

Clock到Q

2730

3847

PL到Q

2425

4040

tPHL

MRInputtoAnyOutput

23

35

交流安装要求（TA=25℃）

Limits限制X围

TestConditions 

测试条件

tW

AnyPulseWidth任何脉冲宽度

20

ns

VCC=5.0V

ts

DataSetupTime数据设置时间

th

DataHoldTime数据保持时间

5.0

trec

RecoveryTime恢复时间

40

3.274LS48译码器

引脚介绍：

引出端符号

A0→A3译码地址输入端

BI/RBO消隐输入〔低电平有效〕/脉冲消隐输出〔低电平有效〕

LT灯测试输入端〔低电平有效〕

RBI脉冲消隐输入端〔低电平有效〕

Ya→Yg段输出

【1】测试条件中的“最小〞和“最大〞用推荐工作条件中的相应值

工作条件：

5448/7448

54LS48/74LS48

单位

额定

电源电压VCC

输入高电平电压Vh

输入低电平电压Vl

输入高电平电流Ih

Ya-Yg

-400

-100

uA

BI/RBO

-200

-50

输出低电平电流Iol

6.4

1.6

3.2

3.3555集成定时器

3.3.1LM555引脚图

LM555相关参数

Technical/CatalogInformation

Vendor

FairchildSemiconductor

类别

IntegratedCircuits（ICs）

类型

555Type,Timer/Oscillator（Single）

频率

Count

电源电压

4.5V~16V

电流

15mA

封装/外壳

8-DIP

Packaging

Tube

工作温度

0°

C~70°

C

LeadFreeStatus

LeadFree

RoHSStatus

RoHSpliant

其他名称

LM555LM555LM555FSNDLM555FSNDLM555FS

3.3.2根本原理

各引脚的功能

1脚：

外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。

2脚：

低触发端

3脚：

输出端Vo

4脚：

是直接清零端。

当

端接低电平，那么时基电路不工作，此时不管

、TH处于何电平，时基电路输出为“0〞，该端不用时应接高电平。

5脚：

VC为控制电压端。

假设此端外接电压，那么可改变内部两个比拟器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。

6脚：

TH高触发端

7脚：

放电端。

该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。

8脚：

外接电源VCC，双极型时基电路VCC的X围是4.5~16V，CMOS型时基电路VCC的X围为3~18V。

一般用5V。

555定时器的内部电路由分压器，电压比拟器C1和C2，简单SR锁存器，放电三极管T以及缓冲器G组成。

三个5千欧的电阻串联组成分压器，为比拟器C1C2提供参考电压。

当控制电压端〔5〕悬空时，比拟器C1C2的基准电压分别为2Vcc/3和Vcc/3。

管脚6为C1的信号输入端，称为阈值输入端；

关脚2是比拟器C2的信号输入端，称为触发输入端。

如果控制电路电压端〔5〕外接电压v,那么比拟器电压C1C2的基准电压就变为v和v/2。

比拟器C1C2的输出控制SR锁存器和放电三极管T的状态。

放电三极管T为外接电路提供放电通路，在使用定时器时，该三极管的集电极〔7脚〕一般都要飞、外接上拉电阻。

4管脚为直接复位输入端，当其为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出端即为低电平。

当vi1大于2Vcc/3，vi2大于Vcc/3时，比拟器C1输出低电平，比拟器C2输出高电平，简单SR锁存器Q端置0，放电三极管T导通，输出端为低电平。

当vi1小于2Vcc/3，vi2小于Vcc/3时，比拟器C1输出高电平，C2输出低电平，简单SR锁存器置1，放电三极管截止，输出端为高电平。

当vi1小于2Vcc/3，vi2大于Vcc/3时，简单SR锁存器R=1,S=1锁存器状态不变，电路保持原状态不变。

3.3.3功能表

输入

输出

阀值输入

触发输入

复位

放电管T

导通

<

Vcc

截止

>

不变

四、功能模块：

4.1可逆计数电路的设计

图4.1可逆计数电路

由于本次设计的要求是设计0～999的电子车位计数器，所以用3个74LS192连起来组成计数器局部，给百位预置数为1，接通电路后，先给百位进展数值预置，当第一级计数器的CPU端接收到脉冲信号时，计数器进展加法计数；

4.2译码显示电路的设计及计算

4.2.1译码显示电路的设计

每当计数器进展加〔或减1〕计数时，译码器的输入端接到计数器的输出8421BCD码，将其转化为二进制数，再由显示器显示出二进制数。

与联级计数器十位、百位相连的译码器灭零端接低电平使显示器上十位、百位为零时不显示零。

4.2.2译码显示电路的计算

显示器的工作电压为1.6V，译码器接的高电平为5V，那么加在电阻两端的电压为V=5-1.6V=3.4V。

显示器的工作电流为几十毫安，那么所加电阻的阻值为R=U/I=3.4V/20mA=170Ω

图4.2译码显示电路

刚开场接通电路时数码管的显示电路如下：

图4.3提示灯电路

4.3提示灯电路的设计

该提示灯电路由555定时器组成的单稳态触发器去驱动灯泡使其发光的电路构成。

当触发器复位端施加高电平时，电路构成双稳态触发器。

产生1HZ方波，驱动报警灯报警。

此时，提示灯电路中的灯开场发光，提示停车场已经满位。

工作过程分析

当计数电路处于计数状态，有车进入时,将对红外遥感进展开→断的作用，再由555触发器产生一个脉冲传到可逆计数器74LS192的CPD端，计数器进展减1计数，计数器的输出端与译码器74LS48相连，译码器将计数器输出的8421BCD码转化为对应字段的输出，在于七段式显示器相连，数码管一使劲指数显示出当前的车位空位数。

当有车离开停车场时，555产生的脉冲传到可逆计数器74LS192的CPU端，计数器进展加1计数，通过译码显示电路显示出当前的车位空位数，较划卡前多出1空位。

当计数器计数到999时，通过与门电路配合或门对输入进展锁住，由于输入脉冲是下降沿触发，那么采用或门进展处理。

五、总电路图：

心得

停车场空位显示电路是一种很实用的电子电路。

它主要由计数电路、译码电路、显示电路组成。

它与电子计数电路大致一样，其不同之处在于采用可逆计数器，因为它不是单一的加计数或减计数，而且随进车、出车而相应的减、加计数，这也是该题目设计的重点所在。

通过本次停车场空位显示电路的设计，既稳固了所学知识，又是我对计数电路、显示电路有了进一步的了解，拓展了知识面。

我掌握了可逆计数器的原理和根本用法，特别是74LS192的功能及接法。

可用译码器、显示器集成在一起的集成LED显示器，可使电路更加简单，但我并未采用，原因在于它不能直观的表达译码器的工作原理。

本次课程设计极大地锻炼了我自主学习的能力。

刚看到设计题目的时候，感觉很茫然，因为图书馆及网上均未找到与停车场空位显示电路直接相关的资料。

通过对设计要求的分析及查阅所搜集到的资料，我意识到搜集的资料不是现成的让你来照用的，而是在你设计过程中提供思路的。

停车场空位显示电路就是一种实用的电子显示电路，它得采用可逆计数器，然后我从网上查找到可逆计数器74LS192的相关资料，借鉴一些使用电子电路的例子设计出了一个简单的电路，在教师的指导下，经过屡次修改，最终设计出了该电路。

很庆幸能有这样一次课设的时机，让我学尝试了理论与实际的结合，让我学到了很多知识，让我认识到了自己的缺乏，让我明确了努力的方向。

在以后的学习生涯中我会不断的完善自己，用更多知识来丰富和充实自己，这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在教师的辛勤指导下，终于游逆而解。

在教师的身上我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！

同时，对给过我帮助的所有同学和各位指导教师再次表示忠心的感谢。

参考文献

1.康华光.电子技术根底【M】.；

高等教育.1980。

2.赵保经，CMOS集成电路【M】.；

国防工业，1996。