電子電路課程設計報告

1、<p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　一、概述</b></p><p>　　二、設計任務的內(nèi)容及要求</p><p><b>　　三、方案構(gòu)思</b></p><p>　　四、模塊電路的設計與分析</p><p>&l

2、t;b>　　五、心得體會</b></p><p><b>　　六、參考文獻</b></p><p><b>　　七、附錄</b></p><p><b>　　一、概述</b></p><p>　　近些年來，隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，人民生活水平的日益提高，私家車

3、的擁有量也逐漸增加。與此同時，為了緩解更多的私家車帶來的停車問題，越來越多的停車場出現(xiàn)在城市當中。而停車場車位管理系統(tǒng)則使得人們能夠更充分地利用停車場，使停車場的使用更有效率，更加簡便。我們小組在本次課程設計中根據(jù)所學的知識設計了一個簡易停車場車位控制系統(tǒng)，本文粗略地講述我們小組在本次課程設計中的整個設計、制作過程以及收獲。</p><p>　　二、設計任務的內(nèi)容及要求</p><p>　

4、　某停車場為了便于車輛進出的控制，需要自動通知欲停泊的車輛有無空位，及車輛的準入控制，試設計一個由電子電路實現(xiàn)的、實時檢測進車出車、顯示停車場空余的泊車位數(shù)目、最大停車位數(shù)可設定、無空位告警提示的“停車場車位管理系統(tǒng)”。</p><p><b>　　主要要求及指標：</b></p><p>　　1、設一個強制清空鍵。清空后，顯示停車場最大泊車位數(shù)（如：40）。設兩個手

5、動調(diào)整鍵（個位，十位），方便調(diào)整現(xiàn)場實際空余泊車位數(shù)，此鍵應去抖動。兩位LED顯示。</p><p>　　2、設計一個方向識別電路供加／減計數(shù)器使用，進車后空余的泊車位數(shù)目減1，出車后空余的泊車位數(shù)目加1。</p><p>　　3、當無空位時應將無空位告警提示燈點亮，此時若有車強行進入，無空位狀態(tài)要保持不變, 若有出車自動解除無空位狀態(tài)。</p><p>　　4、（

6、*）設計兩個紅外線光發(fā)射／接收傳感器電路供方向識別電路使用，傳感器的輸出信號需整形處理。</p><p><b>　　參考方案</b></p><p><b>　　三、方案構(gòu)思</b></p><p>　　由設計要求可知，該系統(tǒng)電路首先需要一個方向判別電路，滿足車輛進出時產(chǎn)生不同的脈沖信號；其次需要計數(shù)器連接LED數(shù)碼管顯

7、示空余車位，由進出車產(chǎn)生的不同脈沖信號輸入計數(shù)器來實現(xiàn)加減；還需要兩個開關(guān)分別手動調(diào)整LED數(shù)碼管顯示空余車位的個位和十位；最后需要設計一個反饋電路在LED顯示00時鎖存脈沖信號。</p><p>　　由此，我們將設計的電路分為四個模塊，分別是方向判別電路模塊（主要由兩個D觸發(fā)器【74LS74】組成）、可逆計數(shù)顯示電路模塊（主要由兩個計數(shù)器【74LS192】和兩個7段LED數(shù)碼管組成），手動調(diào)整電路模塊（主要由兩

8、個開關(guān)去及去抖電路【74LS14】組成）、鎖存告警電路模塊（主要由非門【74LS04】和74LS148組成）。我們又將這四個模塊細分為七個部分：方向判別電路、手動調(diào)整電路、可逆計數(shù)電路、強制清空電路、顯示電路、鎖脈沖電路、告警提示電路。</p><p>　　四、模塊電路的設計與分析</p><p><b>　　1、方向判別電路</b></p><p

9、>　　方向判別電路由兩個D觸發(fā)器（74LS74雙D上升沿觸發(fā)器），兩個開關(guān)組成。能夠?qū)崿F(xiàn)進車出車的方向識別，輸出不同的脈沖信號使可逆計數(shù)電路實現(xiàn)加減計數(shù)。兩個開關(guān)是用來模擬紅外線光發(fā)射／接收傳感器電路的。</p><p>　　兩個觸發(fā)器的輸入D始終接低電平，CLR接高電平。初始狀態(tài)兩個開關(guān)J1、J2接低電平，使兩個觸發(fā)器的PR、CLK均處于低電平，輸出Q均處于高電平。</p><p>

10、;　　當有車進入時，J1先接通高電平，使第二個觸發(fā)器的2PR變?yōu)楦唠娖?；之后J2也接通高電平，將第二個觸發(fā)器的2CLK的電平從低電平變?yōu)楦唠娖?，產(chǎn)生一個上升沿，這時第二個觸發(fā)器的輸出2Q變?yōu)榈碗娖?，產(chǎn)生了脈沖信號并輸出至可逆計數(shù)電路（74LS192的DOWN），使計數(shù)器進行減計數(shù)；接著J2接回低電平，使2CLK回到低電平，此時第二個觸發(fā)器鎖住2Q的輸出電平；再將J1接回低電平，將2PR的電平改回低電平，2Q的輸出電平也變回高電平，此時兩

11、個觸發(fā)器回到初始狀態(tài)，為下一次進出車做準備，整個過程第一個觸發(fā)器沒有任何變化。</p><p>　　當有車出來時，開關(guān)的撥動順序變?yōu)镴2、J1、J1、J2，第一個觸發(fā)器的輸出1Q產(chǎn)生電平變化，形成脈沖信號并輸出至可逆計數(shù)電路（74LS192的UP）,使計數(shù)器進行加計數(shù)。同樣，整個過程第二個觸發(fā)器沒有任何變化。</p><p><b>　　2、可逆計數(shù)電路</b><

12、;/p><p>　　可逆計數(shù)電路由兩片74LS192（可逆雙時鐘BCD計數(shù)器），兩個與門（74LS08四2輸入與門），和一個或門（74LS32四2輸入或門）組成。接受來自方向判別電路，手動調(diào)整電路和鎖脈沖電路的電平信號，以實現(xiàn)進車減數(shù)，出車加數(shù)，手動調(diào)整和鎖定計數(shù)功能。</p><p>　　兩片74LS192（U2、U3）的CLR始終接低電平，D、C、B、A按預置值40的二進制數(shù)（0100，0

13、000）分別接高低電平，QD、QC、QB、QA分別與7段LED數(shù)碼管和鎖脈沖電路的非門電路（74LS04六反相器）相連，~LOAD與開關(guān)J5相連，初始接高電平。低位計數(shù)器U2的UP和DOWN分別于與門U5A和或門U6A相連，接收從方向判別電路、手動調(diào)整電路和鎖脈沖電路提供的電平信號。高位計數(shù)器U3的UP和DOWN分別與U5B和U2相連，接收從手動調(diào)整電路和U2提供的電平信號。</p><p>　　當U1A（1Q）

14、或U11A輸入至發(fā)生電平變化時，U5A輸出至UP的電平也發(fā)生變化，從而產(chǎn)生上升沿脈沖，使U2進行加計數(shù)；同理，當U8C電平為低電平時，若U1B（2Q）輸出電平發(fā)生變化，U6A輸出至DOWN的電平也會產(chǎn)生一個上升沿，使U2進行減計數(shù)。</p><p><b>　　3、手動調(diào)整電路</b></p><p>　　手動調(diào)整電路由兩個開關(guān)，兩個電阻（200Ω），兩個電容（10μ

15、F）以及74LS14（六施密特）組成。實現(xiàn)手動調(diào)整功能，手動撥動開關(guān)分別調(diào)整個位和十位。</p><p>　　初始狀態(tài)，開關(guān)J3、J4接低電平，經(jīng)74LS14輸出高電平至可逆計數(shù)電路。74LS14用來消除撥動開關(guān)改變電平時而產(chǎn)生的電平抖動。</p><p>　　當撥動J3使其接通高電平時，輸入U5A的電平變?yōu)榈碗娖?，而由方向判別電路輸入U5A的電平?jīng)]有發(fā)生改變，因此U5A輸入U2（UP）的

16、電平變?yōu)榈碗娖?；將J3重新接回低電平，輸入U5A的電平恢復為高電平，U5A的輸出電平也恢復為高電平，由此產(chǎn)生了一個上升沿，使U2進行加計數(shù)，從而改變空余車位的個位。</p><p>　　同理，當撥動J4兩次時，使通過U5B輸入U3（UP）的電平產(chǎn)生了一個上升沿，從而使U3進行加計數(shù)來改變空余車位的十位。</p><p>　　由此達到了手動控制空余車位的目的，但兩個手動調(diào)整開關(guān)只能使空余車位

17、進行加計數(shù)。</p><p><b>　　4、強制清空電路</b></p><p>　　強制清空電路由一個開關(guān)組成，通過改變開關(guān)接通高低電平的變化以實現(xiàn)清零功能。</p><p>　　開關(guān)J5與U2、U3的~LOAD相連。~LOAD低電平有效，當其處于高電平時，U2、U3進行正常的計數(shù)工作。</p><p>　　初始狀態(tài)

18、，J5接高電平。當撥動J5接通低電平時，U2、U3進行預置，此時U3、U2根據(jù)其D、C、B、A四個引腳的電平狀態(tài)（0100，0000），恢復預置值（40）；將J5接回低電平后，U2、U3從40開始計數(shù)。</p><p><b>　　5、顯示電路</b></p><p>　　顯示電路由兩個7段LED數(shù)碼管組成的。實現(xiàn)將可逆計數(shù)電路傳來的信號在數(shù)碼管上顯示出來。</

19、p><p>　　兩個7段LED數(shù)碼管分別與U2、U3的QD、QC、QB、QA相連，根據(jù)引腳的電平狀態(tài)來顯示U2、U3的計數(shù)值（將U2、U3在計數(shù)中用二進制數(shù)表示的十進制數(shù)顯示出來），即空余車位數(shù)。</p><p><b>　　6、鎖脈沖電路</b></p><p>　　00鎖脈沖電路圖由74LS148（8線-3線優(yōu)先編碼器）和9個非門（兩片74LS

20、04六反相器）組成的。實現(xiàn)當顯示為00時，可逆計數(shù)電路停止減法計數(shù)。</p><p>　　74LS148的EI始終接低電平。U3、U2的輸出QD、QC、QB、QA在經(jīng)過非門電路后，與U4的D7~D0相連，作為鎖脈沖電路的輸入信號。U4的EO在經(jīng)過一個非門后，與告警提示電路的LED和U6A相連。</p><p>　　當計數(shù)器進行減計數(shù)到00時，U3、U2的QD、QC、QB、QA都為低電平，經(jīng)

21、74LS04變?yōu)楦唠娖捷斎險4的8個數(shù)據(jù)輸入端。此時，EI輸出低電平，經(jīng)非門輸出高電平至告警提示電路，同時反饋到U6A。此時，無論U1A的2Q輸入至U6A的電平狀態(tài)如何都只會輸出高電平至U2的DOWN，從而將減計數(shù)功能鎖定。</p><p><b>　　7、告警提示電路</b></p><p>　　告警提示電路是由一個紅色LED（發(fā)光二極管）組成的，當可逆計數(shù)電路計數(shù)

22、到00時，紅燈亮，表示警報，提示無空余車位。</p><p>　　LED與U8C相連。初始狀態(tài)LED接收從U8C輸出的低電平，不發(fā)光。當計數(shù)器計數(shù)至00時，U8C輸出高電平至LED，使其發(fā)光，從而達到告警提示的目的。</p><p><b>　　五、心得體會</b></p><p>　　這次課程設計，讓我們學到了很多東西。其中最重要的就是使我們

23、的動手實踐能力得到了鍛煉和提高。在此之前，我們學習的專業(yè)知識都是十分基礎的理論概念，較為單調(diào)和枯燥，而且遠離生活實際，不易理解。此次課程設計是一個非常好的契機，讓我們結(jié)合學習過的知識，將書本中的內(nèi)容與現(xiàn)實生活中的實際問題相聯(lián)系，并通過自己親自動手來感受對知識的運用，體會所學知識在現(xiàn)實生活中的價值。</p><p>　　在整個課程設計中，給我們留下印象最深的就是合理的規(guī)劃線路。芯片、電阻、電容、開關(guān)、LED、電源的

24、位置都是固定的，如何走線才能盡可能少的用線而且使線路之間盡可能少的出現(xiàn)交叉的情況，還要使線路美觀整潔。這都是我們要在連線之前就要考慮到的，而且是需要再三考慮，反復比較的。</p><p>　　在課程設計中，剛開始拿到題目的我們覺得并不是很難，但當我們準備設計方案的時候，卻不知道該從哪一點下手，感覺學到的很多東西都用不到，可用到的又都不懂。我們查閱了大量資料，并利用軟件Multisim找了很多芯片進行仿真測試，并最

25、終初步確定了設計方案。當然這個過程花費了我們很長時間。</p><p>　　但是到了連接電路時，我們又遇到了很多麻煩，一些在仿真中沒有出現(xiàn)的問題出現(xiàn)了，我們向老師們和同學們求助，并不斷地對設計方案進行修改。在經(jīng)歷了各種失敗后，在老師和同學們的幫助下，我們終于做出了符合設計要求的方案，并完成了實體電路。</p><p>　　通過此次課程設計，讓我們了解到了自身的一些不足之處，也讓我們學會了很

26、多，我們會繼續(xù)努力。在此，感謝老師們和同學們在整個過程中給予我們的指點與幫助！謝謝大家！</p><p><b>　　六、參考文獻</b></p><p>　　[1]《數(shù)字電子技術(shù)基礎（第五版）》，清華大學電子學教研組編，閻石主編，高等教育出版社，2006年</p><p>　　[2]《模擬電子技術(shù)基礎（第四版）》，清華大學電子學教研組編，童詩

27、白、華成英主編，高等教育出版社，2006年</p><p><b>　　七、附錄</b></p><p><b>　　附錄Ⅰ：總電路圖</b></p><p><b>　　附錄Ⅱ：元器件清單</b></p><p>　　附錄Ⅲ：芯片引腳圖及功能表</p><

28、p><b>　　74LS74引腳圖</b></p><p><b>　　74LS74功能表</b></p><p>　　74LS192引腳圖</p><p>　　74LS192功能表</p><p><b>　　74LS08引腳圖</b></p><p

29、><b>　　74LS08功能表</b></p><p><b>　　74LS32引腳圖</b></p><p><b>　　74LS32功能表</b></p><p><b>　　74LS14引腳圖</b></p><p><b>　　7

30、4LS14功能表</b></p><p>　　74LS148引腳圖</p><p>　　H－高電平 L－低電平 X－任意</p><p>　　74LS148功能表</p><p><b>　　74LS04引腳圖</b></p><p><b>　　74LS04功能表</