電子電路課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　一、概述</b></p><p>　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)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(shè)計(jì)與分析</p><p>&l

2、t;b>　　五、心得體會(huì)</b></p><p><b>　　六、參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　七、附錄</b></p><p><b>　　一、概述</b></p><p>　　近些年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)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(shí)，為了緩解更多的私家車帶來(lái)的停車問題，越來(lái)越多的停車場(chǎng)出現(xiàn)在城市當(dāng)中。而停車場(chǎng)車位管理系統(tǒng)則使得人們能夠更充分地利用停車場(chǎng)，使停車場(chǎng)的使用更有效率，更加簡(jiǎn)便。我們小組在本次課程設(shè)計(jì)中根據(jù)所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)易停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)，本文粗略地講述我們小組在本次課程設(shè)計(jì)中的整個(gè)設(shè)計(jì)、制作過程以及收獲。</p><p>　　二、設(shè)計(jì)任務(wù)的內(nèi)容及要求</p><p>　

4、　某停車場(chǎng)為了便于車輛進(jìn)出的控制，需要自動(dòng)通知欲停泊的車輛有無(wú)空位，及車輛的準(zhǔn)入控制，試設(shè)計(jì)一個(gè)由電子電路實(shí)現(xiàn)的、實(shí)時(shí)檢測(cè)進(jìn)車出車、顯示停車場(chǎng)空余的泊車位數(shù)目、最大停車位數(shù)可設(shè)定、無(wú)空位告警提示的“停車場(chǎng)車位管理系統(tǒng)”。</p><p><b>　　主要要求及指標(biāo)：</b></p><p>　　1、設(shè)一個(gè)強(qiáng)制清空鍵。清空后，顯示停車場(chǎng)最大泊車位數(shù)（如：40）。設(shè)兩個(gè)手

5、動(dòng)調(diào)整鍵（個(gè)位，十位），方便調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際空余泊車位數(shù)，此鍵應(yīng)去抖動(dòng)。兩位LED顯示。</p><p>　　2、設(shè)計(jì)一個(gè)方向識(shí)別電路供加／減計(jì)數(shù)器使用，進(jìn)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(dāng)無(wú)空位時(shí)應(yīng)將無(wú)空位告警提示燈點(diǎn)亮，此時(shí)若有車強(qiáng)行進(jìn)入，無(wú)空位狀態(tài)要保持不變, 若有出車自動(dòng)解除無(wú)空位狀態(tài)。</p><p>　　4、（

6、*）設(shè)計(jì)兩個(gè)紅外線光發(fā)射／接收傳感器電路供方向識(shí)別電路使用，傳感器的輸出信號(hào)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(shè)計(jì)要求可知，該系統(tǒng)電路首先需要一個(gè)方向判別電路，滿足車輛進(jìn)出時(shí)產(chǎn)生不同的脈沖信號(hào)；其次需要計(jì)數(shù)器連接LED數(shù)碼管顯

7、示空余車位，由進(jìn)出車產(chǎn)生的不同脈沖信號(hào)輸入計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)加減；還需要兩個(gè)開關(guān)分別手動(dòng)調(diào)整LED數(shù)碼管顯示空余車位的個(gè)位和十位；最后需要設(shè)計(jì)一個(gè)反饋電路在LED顯示00時(shí)鎖存脈沖信號(hào)。</p><p>　　由此，我們將設(shè)計(jì)的電路分為四個(gè)模塊，分別是方向判別電路模塊（主要由兩個(gè)D觸發(fā)器【74LS74】組成）、可逆計(jì)數(shù)顯示電路模塊（主要由兩個(gè)計(jì)數(shù)器【74LS192】和兩個(gè)7段LED數(shù)碼管組成），手動(dòng)調(diào)整電路模塊（主要由兩

8、個(gè)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(gè)模塊細(xì)分為七個(gè)部分：方向判別電路、手動(dòng)調(diào)整電路、可逆計(jì)數(shù)電路、強(qiáng)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(shè)計(jì)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(gè)D觸發(fā)器（74LS74雙D上升沿觸發(fā)器），兩個(gè)開關(guān)組成。能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)車出車的方向識(shí)別，輸出不同的脈沖信號(hào)使可逆計(jì)數(shù)電路實(shí)現(xiàn)加減計(jì)數(shù)。兩個(gè)開關(guān)是用來(lái)模擬紅外線光發(fā)射／接收傳感器電路的。</p><p>　　兩個(gè)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(gè)開關(guān)J1、J2接低電平，使兩個(gè)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(dāng)有車進(jìn)入時(shí)，J1先接通高電平，使第二個(gè)觸發(fā)器的2PR變?yōu)楦唠娖?；之后J2也接通高電平，將第二個(gè)觸發(fā)器的2CLK的電平從低電平變?yōu)楦唠娖?，產(chǎn)生一個(gè)上升沿，這時(shí)第二個(gè)觸發(fā)器的輸出2Q變?yōu)榈碗娖?，產(chǎn)生了脈沖信號(hào)并輸出至可逆計(jì)數(shù)電路（74LS192的DOWN），使計(jì)數(shù)器進(jìn)行減計(jì)數(shù)；接著J2接回低電平，使2CLK回到低電平，此時(shí)第二個(gè)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(shí)兩

11、個(gè)觸發(fā)器回到初始狀態(tài)，為下一次進(jìn)出車做準(zhǔn)備，整個(gè)過程第一個(gè)觸發(fā)器沒有任何變化。</p><p>　　當(dāng)有車出來(lái)時(shí)，開關(guān)的撥動(dòng)順序變?yōu)镴2、J1、J1、J2，第一個(gè)觸發(fā)器的輸出1Q產(chǎn)生電平變化，形成脈沖信號(hào)并輸出至可逆計(jì)數(shù)電路（74LS192的UP）,使計(jì)數(shù)器進(jìn)行加計(jì)數(shù)。同樣，整個(gè)過程第二個(gè)觸發(fā)器沒有任何變化。</p><p><b>　　2、可逆計(jì)數(shù)電路</b><

12、;/p><p>　　可逆計(jì)數(shù)電路由兩片74LS192（可逆雙時(shí)鐘BCD計(jì)數(shù)器），兩個(gè)與門（74LS08四2輸入與門），和一個(gè)或門（74LS32四2輸入或門）組成。接受來(lái)自方向判別電路，手動(dòng)調(diào)整電路和鎖脈沖電路的電平信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)車減數(shù)，出車加數(shù)，手動(dòng)調(diào)整和鎖定計(jì)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(yù)置值40的二進(jìn)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(jì)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(dòng)調(diào)整電路和鎖脈沖電路提供的電平信號(hào)。高位計(jì)數(shù)器U3的UP和DOWN分別與U5B和U2相連，接收從手動(dòng)調(diào)整電路和U2提供的電平信號(hào)。</p><p>　　當(dāng)U1A（1Q）

14、或U11A輸入至發(fā)生電平變化時(shí)，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(jìn)行加計(jì)數(shù)；同理，當(dāng)U8C電平為低電平時(shí)，若U1B（2Q）輸出電平發(fā)生變化，U6A輸出至DOWN的電平也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)上升沿，使U2進(jìn)行減計(jì)數(shù)。</p><p><b>　　3、手動(dòng)調(diào)整電路</b></p><p>　　手動(dòng)調(diào)整電路由兩個(gè)開關(guān)，兩個(gè)電阻（200Ω），兩個(gè)電容（10μ

15、F）以及74LS14（六施密特）組成。實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)整功能，手動(dòng)撥動(dòng)開關(guān)分別調(diào)整個(gè)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(jì)數(shù)電路。74LS14用來(lái)消除撥動(dòng)開關(guān)改變電平時(shí)而產(chǎn)生的電平抖動(dòng)。</p><p>　　當(dāng)撥動(dòng)J3使其接通高電平時(shí)，輸入U(xiǎn)5A的電平變?yōu)榈碗娖?，而由方向判別電路輸入U(xiǎn)5A的電平?jīng)]有發(fā)生改變，因此U5A輸入U(xiǎn)2（UP）的

16、電平變?yōu)榈碗娖?；將J3重新接回低電平，輸入U(xiǎn)5A的電平恢復(fù)為高電平，U5A的輸出電平也恢復(fù)為高電平，由此產(chǎn)生了一個(gè)上升沿，使U2進(jìn)行加計(jì)數(shù)，從而改變空余車位的個(gè)位。</p><p>　　同理，當(dāng)撥動(dòng)J4兩次時(shí)，使通過U5B輸入U(xiǎn)3（UP）的電平產(chǎn)生了一個(gè)上升沿，從而使U3進(jìn)行加計(jì)數(shù)來(lái)改變空余車位的十位。</p><p>　　由此達(dá)到了手動(dòng)控制空余車位的目的，但兩個(gè)手動(dòng)調(diào)整開關(guān)只能使空余車位

17、進(jìn)行加計(jì)數(shù)。</p><p><b>　　4、強(qiáng)制清空電路</b></p><p>　　強(qiáng)制清空電路由一個(gè)開關(guān)組成，通過改變開關(guān)接通高低電平的變化以實(shí)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(dāng)其處于高電平時(shí)，U2、U3進(jìn)行正常的計(jì)數(shù)工作。</p><p>　　初始狀態(tài)

18、，J5接高電平。當(dāng)撥動(dòng)J5接通低電平時(shí)，U2、U3進(jìn)行預(yù)置，此時(shí)U3、U2根據(jù)其D、C、B、A四個(gè)引腳的電平狀態(tài)（0100，0000），恢復(fù)預(yù)置值（40）；將J5接回低電平后，U2、U3從40開始計(jì)數(shù)。</p><p><b>　　5、顯示電路</b></p><p>　　顯示電路由兩個(gè)7段LED數(shù)碼管組成的。實(shí)現(xiàn)將可逆計(jì)數(shù)電路傳來(lái)的信號(hào)在數(shù)碼管上顯示出來(lái)。</

19、p><p>　　兩個(gè)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(lái)顯示U2、U3的計(jì)數(shù)值（將U2、U3在計(jì)數(shù)中用二進(jìn)制數(shù)表示的十進(jìn)制數(shù)顯示出來(lái)），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(gè)非門（兩片74LS

20、04六反相器）組成的。實(shí)現(xiàn)當(dāng)顯示為00時(shí)，可逆計(jì)數(shù)電路停止減法計(jì)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(hào)。U4的EO在經(jīng)過一個(gè)非門后，與告警提示電路的LED和U6A相連。</p><p>　　當(dāng)計(jì)數(shù)器進(jìn)行減計(jì)數(shù)到00時(shí)，U3、U2的QD、QC、QB、QA都為低電平，經(jīng)

21、74LS04變?yōu)楦唠娖捷斎險(xiǎn)4的8個(gè)數(shù)據(jù)輸入端。此時(shí)，EI輸出低電平，經(jīng)非門輸出高電平至告警提示電路，同時(shí)反饋到U6A。此時(shí)，無(wú)論U1A的2Q輸入至U6A的電平狀態(tài)如何都只會(huì)輸出高電平至U2的DOWN，從而將減計(jì)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(gè)紅色LED（發(fā)光二極管）組成的，當(dāng)可逆計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)

22、到00時(shí)，紅燈亮，表示警報(bào)，提示無(wú)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(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)至00時(shí)，U8C輸出高電平至LED，使其發(fā)光，從而達(dá)到告警提示的目的。</p><p><b>　　五、心得體會(huì)</b></p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)，讓我們學(xué)到了很多東西。其中最重要的就是使我們

23、的動(dòng)手實(shí)踐能力得到了鍛煉和提高。在此之前，我們學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)都是十分基礎(chǔ)的理論概念，較為單調(diào)和枯燥，而且遠(yuǎn)離生活實(shí)際，不易理解。此次課程設(shè)計(jì)是一個(gè)非常好的契機(jī)，讓我們結(jié)合學(xué)習(xí)過的知識(shí)，將書本中的內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問題相聯(lián)系，并通過自己親自動(dòng)手來(lái)感受對(duì)知識(shí)的運(yùn)用，體會(huì)所學(xué)知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中的價(jià)值。</p><p>　　在整個(gè)課程設(shè)計(jì)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(fù)比較的。</p><p>　　在課程設(shè)計(jì)中，剛開始拿到題目的我們覺得并不是很難，但當(dāng)我們準(zhǔn)備設(shè)計(jì)方案的時(shí)候，卻不知道該從哪一點(diǎn)下手，感覺學(xué)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(jìn)行仿真測(cè)試，并最

25、終初步確定了設(shè)計(jì)方案。當(dāng)然這個(gè)過程花費(fèi)了我們很長(zhǎng)時(shí)間。</p><p>　　但是到了連接電路時(shí)，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(xué)們求助，并不斷地對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改。在經(jīng)歷了各種失敗后，在老師和同學(xué)們的幫助下，我們終于做出了符合設(shè)計(jì)要求的方案，并完成了實(shí)體電路。</p><p>　　通過此次課程設(shè)計(jì)，讓我們了解到了自身的一些不足之處，也讓我們學(xué)會(huì)了很

26、多，我們會(huì)繼續(xù)努力。在此，感謝老師們和同學(xué)們?cè)谡麄€(gè)過程中給予我們的指點(diǎn)與幫助！謝謝大家！</p><p><b>　　六、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）》，清華大學(xué)電子學(xué)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(chǔ)（第四版）》，清華大學(xué)電子學(xué)教研組編，童詩(shī)

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</