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：
测控XXX班指导老师：
学生：
学号：
一内容提要:
停车场车位管理系统是利用安置在停车场进出口处相距一定距离的两组红外线发射与接受装置，在汽车通过时产生的两个信号间的时间差判断是进车还是出车，从而进一步向可逆计数器发出加或减信号，并通过两位LED显示停车场内剩余车位的装置。
本文粗略讲述了我们三人在本次实习中的整个研究、讨论、设计、试验、制作的过程。
本文还简要讲述了停车场车位管理系统的工作原理及各个组成部分。
记述了我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。
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以下几部分组成：
传感器电路、方向鉴别电路、锁脉冲电路、防抖电路以及可控制的计数、译码、显示电路等。
当汽车通过安置有两组红外线发射与接收装置甲和乙的进出口时，当汽车车体阻挡红外线时相应电路会产生高脉冲，方向鉴别电路利用甲和乙产生高脉冲的时间差异判断时加脉冲还是减脉冲之后将加减脉冲送入计数电路，考虑到实际情况，在方向鉴别电路和计数电路间必须加入锁脉冲电路，即当停车场内无空余车位（LED显示00）锁脉冲电路锁住减脉冲信号计数器只能接收加脉冲，此时装置中的报警指示灯会亮。
装置中还设计了LED显示器的个位和十位手动调节键，这样就方便了停车场管理人员根据实际情况及时有效地调节显示器上的空余泊位数。
基于上述原理及实现过程停车场车位管理系统的原理框图如下：
在整个电路中,方向鉴别电路是关键,传感器电路产生的信号通过方向鉴别电路的分辨判断是加脉冲还是减脉冲从而控制可逆计数器的加减。
方向鉴别电路直接影响整个电路实现其功能的可能性。
四:
设计分析
1.传感器电路
传感器电路属于模拟电路部分，主要由两对红外线发射与接收装置组成，常态时接收管能正常接收红外线，电路中处于低电平状态。
当有车辆通过时车体阻挡住红外线，使得接收管无法正常接收，这时会触发电路产生高电平。
由于甲、乙传感器相距一定距离，所以甲、乙传感器产生高电平存在前后顺序，甲、乙传感器产生高电平的先后顺序是判断进车还是出车的关键。
根据所查资料我们选用如下电路作为传感器电路。
其中IC1选用三端固定稳压集成电路，IC2选用LM393集成电路；
VT1选用3DU12光电二极管，VT2选用2SC218三极管；
VP1选用SE303发光二极管；
电阻全部为1/8W金属管。
实际制作过程中，由于模拟电路部分元件问题以及调试的困难，经过指导老师的同意，我们用手动开关模拟了红外脉冲发生电路。
2.方向鉴别电路
在用EWB软件模拟时，我们选用两个单刀双掷开关模拟甲、乙传感器的脉冲，可以通过改变开关A、B闭合的先后顺序模拟进车与出车。
将由开关产生的脉冲送入7474芯片中，7474芯片为集成双D触发器，脉冲通过双D触发器处理后可产生加脉冲和减脉冲。
其基本原理电路图如下
加减脉冲信号的产生原理如下所示：
附7474的使用
它是集成双上升沿D触发器，比且有预置与清除功能。
其中4、10脚为预置端，低电平有效，1和13脚为清零端，低电平有效。
它的功能表如下：
3.防抖电路
考虑到操作人员用操作开关对电路发出命令信号时，机械开关存在抖动现象，会使电压或电流波形产生“毛刺”，如果用机械开关的输出直接驱动逻辑门，经过逻辑门整形后，输出会有一串脉冲干扰信号导致电路工作出错。
所以电路中手动调节开关以及模拟加减脉冲的机械开关必须设计有防抖功能。
利用基本RS触发器的记忆作用可以消除上述开关振动所产生的影响，开关与触发器的连接方法如下图（a）所示，设单刀双掷开关原来与B点接通，这时触发器的状态为0.当开关由B拨向A时，其中有一短暂的浮空时间，这时R、S均为1，Q仍为0。
中间触点与A接触时，A点的电平由于振动而产生“毛刺”。
但是，首先是B点已经是高电平，A点一旦出现低电平，触发器的状态翻转为1，即使A点再出现高电平，也不会再改变触发器的状态，所以Q端的电压波形不会出现“毛刺”现象，如下图（B）所示。
4.计数、译码、显示电路原理电路图如下：
首先利用74192的置数功能将总共空余泊位数40置入电路中，注意在置数后将置数控制端即11脚仍掷为高电平。
上图中报警与锁脉冲电路是由4072二集成四输入或门和非门组成。
当停车场没有空余泊位即显示00时，4072两输出端输出低电平经过或门和与门的组合后为高电平，此时报警指示灯亮。
开关A、B模拟进车、出车的过程为，进车BABA，出车ABAB。
若报警指示灯点亮时即无空余泊位时此时若键入BABA即进一辆车，产生的减脉冲经过非门和或门的组合不能进入加减计数器，显示器仍为00，而加脉冲不受影响仍能进入计数器。
在制作过程中由于模拟开关A、B处会产生抖动，所以在开关A、B处仍应使用上述的防抖装置。
附74192的用法
74192为十进制可逆加减计数器，有置数与清零功能，由于此电路中没有用到其清零功能，所以将清零端14脚接地即可。
其接脚中1、9、10、15为置数端，2、3、6、7为输出端。
4脚为减脉冲输入端，5脚为加脉冲输入端。
附4072的用法
4072是二集成四输入或门，其接脚中2、3、4、5和9、10、11、12为两个或门的输入端，1和13脚是输出端。
五使用的元器件：
元件名称
规格及用途
数量
74LS00
2输入与非门
1
74LS04
六反相器
1
74LS08
2输入与门
1
74LS32
2输入或门
1
40LS72
4输入或门
1
74LS74
上升沿D触发器
1
74LS86
2输入异或门
1
74LS192
可逆计数器
2
电阻
2.4K3.9K
4K1M
各一个
电阻
30K62K
各两个
电阻
30K
三个
电容
220u100p
各一个
发光二极管
SE303
一个
光电三极管
3DU12
一个
三极管
2SC218
一个
三端稳压集成器
7809
一个
集成运算放大器
LM393
一个
六参考文献：
1．《电子技术基础实验与课程设计（第二版）》高吉祥主编电子工业出版社。
2．《红外探测与控制电路》陈永甫主编人民邮电出版社。
3.《电工电子实验与仿真》吴敏,张晨彧安徽人民出版社.
七心得体会:
通过这次课程设计,我学到了很多的东西.其中最重的一个是理论知识与实践之间的巨大差距,一直认为我的理论知识很好,自然一个课程设计也不会成问题.但是事实是我们组经过了很大的努力猜开始搞懂.理论是理想化的是抽象的,而设计却是要解决现实问题的.要求不多,但是设计起来感到无从下手.还好在指导老师的提示下,我们先从图书馆查资料开始,掌握了足够的资料后就着手电路的设计计.在这其中我学到了以前从没学到的搜寻知识.图书馆的资料是众多的,我们要在尽可能端的时间内找到需要的资料,虽然开始是艰难的,但到现在写报告才感觉到坚持过来了,我们不仅完成了设计任务还学到了查找资料的方法.
设计是一个很灵活的工作,想得通很容易就能设计出来,但若是想不通,拿着可就是一个连头都不知道怎么开的工作.在设计过程中,模块化分析与设计是十分重要的,在这次设计中我学到了这种实用的设计方法.像我们的电路可以分成显示电路,加减计数电路,方向识别电路三大基本电路,在提示电路等优化,功能增强等电路就可以达到任务要求.
设计仅是完成了第一步,仿真与调试中同样存在着很多问题,这是一个考验人耐心的部分,辛辛苦苦设计出的电路不一定就能实现所预设的功能,特别是调试环节,众多的线缠在一起想要找到错处是很困难的.为了提高效率和便于修改,搭线的时候就要按功能模块搭线,每连接完一个功能电路就要测试这个模块是否能正常工作.此外还要在适当的地方接信号灯为以后检查电路错误服务.
理论与实践之间有很大的差距,熟练掌握基础知识是基础,同时只有把理论应用于实际之中才能完成我们学习的目的.
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