红外线计数器-1.doc

基于红外线的停车场自动控制系统设计与实现    班级：11111 学号：11111012 姓名：祝谦谦 一、设计目的本文所设计的计数器采用的是对射式红外线计数，当有物体从发射二极管与接收二极管之间通过时，计数器计数值自动加一，同时采用八输入与非门实现预置功能利用555定时器构成的可重复触发单稳电路实现报警功能，当有计数物体阻隔在发射、接收二极管之间超过一定时限时，蜂鸣器会发出声音报警二、设计原理红外线扫描电路利用555定时器作为接收二极管与发射二极管的信号比较器，当有物体通过时，输出一个低电平脉冲信号所得的脉冲信号一方面同八输入与非门预置数输出的信号相与后作为触发脉冲接到个位同步十进制计数器74LS192的CP端，选用其进位输出信号驱动下一级（十位）计数器，计数由CD4511驱动的七段LED数码管显示另一方面输入到由555定时器构成的可重复触发的单稳电路中，实现延时报警功能。

整个电路均使用5V直流稳压电源为各单元电路供电三、主要单元电路分析（1） 红外线扫描电路通过左边为发射二极管，右边为接受二极管由图一可知左二极管持续工作当两二极管之间无阻挡时，接受二极管感光，通，最后输出低电平；当有阻挡时，不感光，断，输出高电平从而该装置可以产生方波（无物体通过时为“1”，有物体时为“0”）图一（2）计数译码电路 通过扫描电路产生的脉冲作为计数电路的时钟信号当有物体通过扫描电路时，产生沿74ls192开始计数，从而达到每通过一个物体就计数的目的低位的进位信号接到高位的时钟，达到两位十进制计数并通过译码电路在七段数码管上显示出来图二(3)置数电路通过单刀双掷开关来实现置数，如图三8个单刀双掷开关一端统一接到高电平，另一端接到计数电路74LS192的输出，定端接在74LS30的输入端则可初始置数：最终计数BCD8421A~H初始电平设置080000 10001111 0111760111 01101000 1001951001 01010110 1010(当开关全接到74LS192输出端时，为正常计数)当A~H全为一时，输出低电平，再与扫描电路产生的方波脉冲相与，得持续低电平，不再有上升沿产生，从而不再计数，达到停止计数的目的。

功能图表如下：开关位置功能↑↑↑↑ ↑↑↑↑无法计数（数字随机显示）↓↑↑↑ ↓↑↑↑置数88↑↑↑↑ ↑↓↑↑置数04↓↑↓↑ ↓↓↑↑正常计数↓↓↓↓ ↓↓↓↓正常计数根据8421BCD，结合74ls192为10进制计数器和八输入与非门的功能，可得：AA~FF的开关状态组合均为正常计数注：以上8箭头顺序对应电路板上的开关先左上到下，再右上到下图三（4）指示电路 指示电路由发光二极管串接电阻组成，将红外线扫描电路输出信号经过74S08相与后作为指示电路的输入当物体通过时，扫描电路输出的是低电平，发光二极管不亮；当没有物体时，发光二极管亮，可以显示此时扫描电路并未工作，可以进行计数工作当达到预置数时，LED熄灭5)报警电路报警电路由555定时器构成的可重复触发的单稳电路当输入负向脉冲后，电路进入暂稳态，同时三极管T导通，电容C放电输入负向脉冲后，电容C充电，在Vc为冲到三分之二Vcc之前，电路处于暂稳态如果在此期间，又加入新的触发脉冲，三极管T又导通，电容C在此放电，输出任然维持在暂稳态只有在触发脉冲撤除后且在输出脉宽tw时间内没有新的触发脉冲，电路才返回到稳定状态用该电路作失落脉冲检测，当Vo输出低电平时即可报警。

其中报警时间可以通过tw=1.1RC来控制. 电容充放电 555输出四、设计效果当有物体通过发射二极管和接受二极管之间时，计数自增一，当物体在两二极管之间停留时间大于预先设定的时间，则报警电路开始报警初始状态下，开关是全部向上此时整个电路不能正常计数（或随机显示一个数字），当整个电路开始工作时，接通电源前，必须先预先置数，即设定计数到指定数时，无论有无物体通过，整个装置都不在计数若未预置，即将开关全部向下，此时正常置数置数时，按照8421BCD码进行相应的置数且为两位十进制计数当所置数大于9时，则无法实现置数，但是仍然正常计数且无置数功能指示灯在没有物体通过是一直亮着，当有物体通过则灭当计数超过所预置数，灯则熄灭表示整个电路不在计数，即相当于整个电路不在工作六、元件清单序号器件数量1CD4511BCN227段译码器(共阴极)23HD74LS192P 24HD74LS08P（与门）1574HC30AP16LED17蜂鸣器 18NE555N 2910nF电容110三极管(C9011)111510电阻161225K电阻11325uF电容114导线 若干15电路板116发射二极管117接收二极管 1 七、管脚图八、仿真电路图注：扫面电路用一信号发生器（方波）代替九、接线图十、设计总结1.由于采用较普遍的点阵板进行焊接，焊点可能不牢固，以至于部分功能失灵或不工作。

2.电源应采用实验室直流稳压电源进行供电，否则可能出现一次进两位数或持续快速继续上述原因与电影的波动有直接关系十一、参考文献【1】康华光，电子计数基础 数字部分（第五版），北京：高等教育出版社，2006年【2】康华光，电子计数基础 模拟部分（第五版），北京：高等教育出版社，2006年【3】邓泽霞 陈新岗，电路电子基础实验，北京：中国电力出版社，2009 。