停車場信息管理系統(tǒng)的研究畢業(yè)論文1

1、淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文題 目停車場信息管理系統(tǒng)的研究學(xué)生姓名學(xué) 號系 部電氣工程系專 業(yè)機電一體化班 級指導(dǎo)教師顧問教師摘 要 本題為“停車場智能計數(shù)器”，文章主要討論在停車場方面的使用，分析研究其工作過程及原理，并以此為基礎(chǔ)討論其運行。 整個設(shè)計由以下幾個部分組成：穩(wěn)壓電源、光電耦合器、反向互鎖識別電路、可逆計數(shù)器、預(yù)置數(shù)電路、譯碼電路、顯示器電路等。主要遠離是討論車輛在駛?cè)牖蚴钩鰰r，經(jīng)過光電耦合器的各個過程，由光電耦合器輸出高低電位的變化來給到雙上沿d觸發(fā)器信號，根據(jù)車輛的駛?cè)胧钩?，輸出端將傳送相對?yīng)的脈沖信號給計數(shù)器，可逆計數(shù)器將會根據(jù)接收到的脈沖信號進行加計數(shù)還是減計數(shù)，再經(jīng)譯碼

2、器后，由七段數(shù)碼管顯示停車場內(nèi)現(xiàn)有的車位數(shù)量。電路中同時運用了撥碼開關(guān)來對可逆計數(shù)器做預(yù)置數(shù)，并在此基礎(chǔ)上進行加減計數(shù)。關(guān)鍵字： 光電耦合器、觸發(fā)器、可逆計數(shù)器、脈沖abstractthe subject of counter intelligence car-park, the article focused on the use of the parking area, analysis of its work processes and principles, and as the basis for discussion of its use. the whole design fro

3、m the following components: power supply, photometric, to identify the direction of interlocking circuit (even rising edge of d flip-flop), reversible counter, preset number of circuits, decoding circuitry, show circuit. the main principle is to discuss the vehicles entering or leaving, after all ph

4、otometric the process, from photometric output level of potential changes to the rising edge of the double-d trigger signal, according to the traffic passing vehicles out, the output will be sent corresponding to the pulse signal to the counter, will be irreversible counter to the pulse of the recei

5、ving signals or by counting and counting, and the decoder, from forepart digital display of the existing car parks the number of parking spaces. at the same time the use of circuit switching codes to be reversible counter to the preset number, and in this counting on the basis of addition and subtra

6、ction. key words: photometric trigger reversible counter pulse 目錄摘 要i第1章 緒論11.2常用計數(shù)器件11.3電路結(jié)構(gòu)2第2章 直流穩(wěn)壓電源32.1直流穩(wěn)壓電源的組成32.2原理與分析32.3穩(wěn)壓電流的性能指標及測試方法43.1基本驅(qū)動方式63.2光敏二極管6圖3-2光電二極管外形圖73.3特性參數(shù)7第4章 電路原理分析124.1過程介紹124.2原理分析124.3計數(shù)電路17第5章 電路原理圖22致 謝26參考文獻27 第1章 緒論1.1前言 在商業(yè)競爭異常激烈的今天，汽車保有量越來越大，各類型零售商場，連鎖店，超市，博物館

7、，公園，展覽館等，如何去處理好車輛的停放問題已經(jīng)成為一個不得不面對的問題。對于依賴客流量的產(chǎn)業(yè)來說，處理好停車問題顯得尤為重要，意義也更大，這就要求有一個合適的計數(shù)器來完成這些工作。 本文所設(shè)計的計數(shù)器是采用雙單束主動式紅外計數(shù)器紅外反射方式，抗干擾性好，可靠性高。通過采用兩路紅外傳感器，并結(jié)合方向互鎖識別電路，對方向進行辨別，電路結(jié)構(gòu)簡單，同時也極大地降低了成本，適用范圍較廣。本課題綜合運用了以往所學(xué)的各科知識，能將其有機的整合起來，使之成為一個有機的知識體系，從而將課本知識融入到實踐中去，以此來加深對所學(xué)知識的理解。 課題綜合應(yīng)用了數(shù)字電路、模擬電路及傳感器的相關(guān)知識，如光電耦合器、集成觸

8、發(fā)器、可逆計數(shù)器、七段鎖存譯碼器等組成的“停車場車位智能計數(shù)器”。該設(shè)計應(yīng)用廣泛，可用于測量賓館、飯店、商場、超市、博物館、展覽館、車站、碼頭、銀行等場所的停車場的車位數(shù)量，同時不會阻礙到車輛的進出。本電路的指導(dǎo)思想是利用紅外發(fā)光管發(fā)射紅外線，紅外接收管接收此紅外線，并將其放大、整形。當有車輛擋住紅外光時，接收管沒有接收到紅外信號，放大器將輸出低電平，同時計數(shù)器計數(shù)這個低電平脈沖，并經(jīng)譯碼驅(qū)動電路使數(shù)碼管顯示相應(yīng)數(shù)值。這樣就得到要停車場內(nèi)現(xiàn)有的可停放位置數(shù)量。計數(shù)范圍在099之間，如果需要還可擴展。 其主要內(nèi)容是在光電耦合器接收到信號后，驅(qū)動雙上升沿d觸發(fā)器，在將脈沖傳送給可逆計數(shù)器，然后通過

9、譯碼器顯示出來。 1.2常用計數(shù)器件 當前市場上，已經(jīng)有各種各樣的計數(shù)器來滿足不同使用群體的需求，但是他們都有優(yōu)缺點，主要分析如下： 人工計數(shù) 優(yōu)點：適用于點檢測，費用相對較小，從心理上覺得比較可靠。 缺點：短時間（如半小時內(nèi)）可靠性較高，但隨著時間的延長誤差大幅增加； 當客流量增大時，誤差率會變的更高。 單束被動式紅外傳感器 優(yōu)點：可以適用于有熱釋對象的場合。 缺點：區(qū)別能力差，誤差率高。 單束主動式紅外計數(shù)器 優(yōu)點：價格相對較低,結(jié)構(gòu)簡單. 缺點：不能辨別行進方向，車輛是進還是出，只適用于單一通道。 視頻檢測系統(tǒng) 優(yōu)點：可以辨別行進方向，隱蔽；可以與保安系統(tǒng)相連。 缺點：識別系統(tǒng)較復(fù)雜,價

10、格較高. 1.3電路結(jié)構(gòu) 實際電路結(jié)構(gòu)框圖如下圖所示。 圖1-1 實際電路結(jié)構(gòu)框圖由圖可知，本設(shè)計由以下幾個功能模塊組成：穩(wěn)壓電路、光電耦合器、雙上升沿觸發(fā)器cd4013、可逆計數(shù)器cd40192、譯碼器cd4511、撥碼開關(guān)、七段數(shù)碼管等構(gòu)成。主要功能是當有車進入或駛出時，光電耦合器會接收到信號，輸出一個低電平，然后驅(qū)動雙上升沿d觸發(fā)器，這時會有單個脈沖傳送給可逆計數(shù)器，可逆計數(shù)器將會根據(jù)車輛的進入或駛出進行加減計數(shù)，再經(jīng)譯碼器轉(zhuǎn)換，最后由數(shù)碼管顯示出停車場內(nèi)現(xiàn)有的可停放車輛數(shù)。其中撥碼開關(guān)是來進行預(yù)置數(shù)，設(shè)置場內(nèi)可停放車輛的位置數(shù)。電路設(shè)計中，要注意一個問題，由于光電耦合器件選用的是兩個，

11、其作用是用來辨別車輛是駛?cè)脒€是駛出，所以兩光耦間的距離一定要小于車輛的長度，否則將無法辨別。第2章 直流穩(wěn)壓電源 2.1直流穩(wěn)壓電源的組成 直流穩(wěn)壓電源是由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路等四大部分組成。 交流電壓變換部分：將交流電網(wǎng)提供的電流電壓變換到電子電路所需要的交流電壓，同時還可起到直流電源與電網(wǎng)的隔離作用。整流部分：將變壓器變換后的交流電壓變?yōu)閱蜗虻拿}沖電壓（脈沖直流）。濾波部分：對整流部分輸出的脈沖直接進行平滑處理，使之成為一個含紋波成分很小的直流電壓。 穩(wěn)壓部分：將濾波輸出的直流進行調(diào)節(jié)，以維持輸出電壓的基本穩(wěn)定。由于濾波后輸出直流電壓受溫度、負載、電網(wǎng)電壓波動等因素的影

12、響很大，所以要設(shè)置穩(wěn)壓電路。2.2原理與分析 直流穩(wěn)壓電源的基本原理直流穩(wěn)壓電源一般由電源變壓器t、整流濾波電路及穩(wěn)壓電路所組成，基本框圖如下： 圖2-1直流穩(wěn)壓電源圖 各部分的作用 電源變壓器t的作用是將電網(wǎng)220v的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓ui。變壓器副邊與原邊的功率比為=p2/ p1，式中是變壓器的效率。 整流濾波電路：整流電路將交流電壓ui變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓u1。常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波等。 圖2-2整流濾波電路圖 各濾波電容c滿足rl-c（35）t/2，或中t為輸入交流信號周期，rl為整

13、流濾波電路的等效負載電阻。 圖2-3三端集成穩(wěn)壓器圖 三端集成穩(wěn)壓器：常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器。常用可調(diào)式正壓集成穩(wěn)壓器有cw317（lm317）系列，它們的輸出電壓從1.25v37伏可調(diào)，最簡的電路外接元件只需一個固定電阻和一只位器。其芯片內(nèi)有過渡、過熱和安全工作區(qū)保護，最大輸出電流為1.5a。 其典型電路如圖(4)，其中電阻r1與電位器r2組成輸出電壓調(diào)節(jié)器，輸出電壓uo的表達式為：uo1.25（1r2/r1）式中r1一般取120240歐姆，輸出端與調(diào)整端的壓差為穩(wěn)壓器的基準電壓（典型值為1.25v）。 圖2-4基準電壓圖2.3穩(wěn)壓電流的性能指標及測試方法穩(wěn)壓電

14、源的技術(shù)指標分為兩種：一種是特性指標，包括允許輸入電壓、輸出電壓、輸出電流及輸出電壓調(diào)節(jié)范圍等；另一種是質(zhì)量指標，用來衡量輸出直流電壓的穩(wěn)定程度，包括穩(wěn)壓系數(shù)（或電壓調(diào)整率）、輸出電阻（或電流調(diào)整率）、紋波電壓（紋波系數(shù)）及溫度系數(shù)。測試電路如圖。圖2-5 圖穩(wěn)壓電源性能指標測試電路 紋波電壓：疊加在輸出電壓上的交流電壓分量。用示波器觀測其峰峰值一般為毫伏量級。也可用交流毫伏表測量其有效值，但因紋波不是正弦波，所以有一定的誤差。 穩(wěn)壓系數(shù)：在負載電流、環(huán)境溫度不變的情況下，輸入電壓的相對變化引起輸出電壓的相對變化。 電壓調(diào)整率：輸入電壓相對變化為10%時的輸出電壓相對變化量，穩(wěn)壓系數(shù)和電壓調(diào)整

15、率均說明輸入電壓變化對輸出電壓的影響，因此只需測試其中之一即可。 輸出電阻及電流調(diào)整率輸出電阻與放大器的輸出電阻相同，其值為當輸入電壓不變時，輸出電壓變化量與輸出電流變化量之比的絕對值.電流調(diào)整率：輸出電流從0變到最大值時所產(chǎn)生的輸出電壓相對變化值。輸出電阻和電流調(diào)整率。 第3章 紅外器件與光電耦合器 3.1基本驅(qū)動方式 紅外發(fā)光二極管是一種電流驅(qū)動器件?；掘?qū)動方式有恒定直流電流驅(qū)動、脈動直流電流驅(qū)動和交流電流驅(qū)動三種。 恒定直流電流驅(qū)動方式常用于簡單紅外光控電路。為了減小發(fā)射器電源的消耗，延長紅外發(fā)光二極管的使用壽命以及提高遙控發(fā)射的距離，在紅外遙控發(fā)射器中，紅外發(fā)光管一般都采用脈動直流電

16、流驅(qū)動方式。采用脈動直流驅(qū)動還有一個好處，就是提高了紅外遙控系統(tǒng)的抗干擾性能。 交流電流驅(qū)動方式主要應(yīng)用在近距離簡單紅外光通信電路中，如簡單紅外線耳機等。在這種驅(qū)動方式中，要控制驅(qū)動交流電流的大小，以免發(fā)光二極管進入非線性區(qū)，產(chǎn)生非線性失真。 3.2光敏二極管 我們知道，在半導(dǎo)體中只有導(dǎo)帶中的電子和價帶中的空穴才能才能起導(dǎo)電作用。而用光照射半導(dǎo)體時，可用光子的能量激發(fā)價帶中的電子到導(dǎo)帶上去，產(chǎn)生導(dǎo)帶中的非平衡電子和價帶中同樣數(shù)量的非平衡空穴，他們對導(dǎo)電均有貢獻，因此，用光照射半導(dǎo)體，可使半導(dǎo)體的電阻率發(fā)生變化。這就是半導(dǎo)體的光電效應(yīng)。利用半導(dǎo)體的光電效應(yīng)可以制成光電二極管。 如下圖3-1是一個

17、加有反向電壓（n區(qū)接正電源，p區(qū)接負電源）的pn給和它的能帶圖。在無光照射時，pn結(jié)中的反向電流是p區(qū)的少數(shù)載流子電子流向n區(qū)和n區(qū)的空穴（也是少數(shù)載流子）流向p區(qū)形成的。由于是少數(shù)載流子導(dǎo)電，因此反向電流小，一般小于1ua。 圖3-1 加有反向電壓的pn結(jié) 不同的半導(dǎo)體材料對不同波長的入射光的響應(yīng)是不同的。為了使電子從價帶激發(fā)到導(dǎo)帶，入射光子的能量應(yīng)大雨材料的禁帶寬度，即入射光玻波長應(yīng)小于入。 光電二極管有頂面受光材料封裝。如下圖3-2畫出了幾個光電二極管的外型結(jié)夠圖3-2光電二極管外形圖3.3特性參數(shù) 伏安特性 光敏二極管的伏安特性曲線。圖3-3中畫出了三種特性曲線，曲線1為無光照時的特性

18、；曲線2為中等光照時的特性；曲線3為強光照時的特性。 圖3-3光敏二極管的伏安特性圖 無光照時，光敏二極管的特性與普通二極管一樣。 有光照時，光敏二極管的反向電流增大，特性曲線沿電流軸向下平移，光照越強，下移越大，下移幅度與光照強度成正比。由圖還可看出，在入射光強一定時，光敏二極管的反向電流是基本不變的，與反向電壓無關(guān)，特性與平行軸平行。 特性在第四象限時，它呈光電池特性。在pn結(jié)沒有外加電壓時，它是存在內(nèi)電場的，方向從n區(qū)指向p區(qū)，當受到光照時，將產(chǎn)生電子和空穴，在內(nèi)電場作用下，電子被吸引到n區(qū)，空穴被吸引到p區(qū)，如果用導(dǎo)線或外接電阻連結(jié)pn結(jié)，將形成通過外電路的電流。由于其產(chǎn)生電流的方向在

19、pn結(jié)內(nèi)部是由n區(qū)到p區(qū)，故在外電路中是由p區(qū)通過外電路到n區(qū)的，也是反向電流。 光譜響應(yīng)特性 前面已提到，不同材料對各種波長的入射光的響應(yīng)是不同的。即光敏二極管對不同的波長有不同的靈敏度。硅光敏二極管對不同的波長有不同的靈敏度。硅光二極管的光譜響應(yīng)波長為0.41.1，峰值波長為0.880.94，如圖3-4所示。這恰好與砷化嫁紅外發(fā)光二極管的波長相重合，可得到較高的接受靈敏度。 圖3-4硅光敏二極管響應(yīng)曲線 光電流il 是指在一定的反向電壓下，入射光強為某一定值時留過管子的（反向）電流。光敏二極管的光電流一般為幾十ua，并與入射光強度成正比。 暗電流id 是指在一定反向電壓下，無光照時流過管子

20、的（反向）電流。一般在50v反壓下，iu小于0.1ua。 反向工作電壓up 是指在無光照時，光敏二極管反向電流小于0.20.3ua時，允許的最高反向工作電壓，一般在10v左右，最高可達幾十v 峰值波長p 是值光敏二極管光譜響應(yīng)最靈敏的波長范圍，一般為0.880.94。3.4光電耦合器 光電耦合器原理及應(yīng)用 光電耦合器是以光為媒介傳輸電信號的一種電一光一電轉(zhuǎn)換器件。它由發(fā)光 源和受光器兩部分組成。把發(fā)光源和受光器組裝在同一密閉的殼體內(nèi)，彼此間用 透明絕緣體隔離。發(fā)光源的引腳為輸入端，受光器的引腳為輸出端，常見的發(fā)光源為發(fā)光二極管，受光器為光敏二極管、光敏三極管等等。光電耦合器的種類較多，常見有光

21、電二極管型、光電三極管型、光敏電阻型、光控晶閘管型、光電達林頓型、集成電路型等。工作原理： 在光電耦合器輸入端加電信號使發(fā)光源發(fā)光，光的強度取決于激勵電流的大小，此光照射到封裝在一起的受光器上后，因光電效應(yīng)而產(chǎn)生了光電流，由受光器輸出端引出，這樣就實現(xiàn)了電一光一電的轉(zhuǎn)換。 基本工作特性（以光敏三極管為例）： 共模抑制比很高 在光電耦合器內(nèi)部，由于發(fā)光管和受光器之間的耦合電容很?。?pf以內(nèi)）所以共模輸入電壓通過極間耦合電容對輸出電流的影響很小，因而共模抑制比很高。輸出特性 光電耦合器的輸出特性是指在一定的發(fā)光電流if下，光敏管所加偏置電壓vce與輸出電流ic之間的關(guān)系，當if=0時，發(fā)光二極管

22、不發(fā)光，此時的光敏晶體管集電極輸出電流稱為暗電流，一般很小。當if0時，在一定的if作用下，所對應(yīng)的ic基本上與vce無關(guān)。ic與if之間的變化成線性關(guān)系，用半導(dǎo)體管特性圖示儀測出的光電耦合器的輸出特性與普通晶體三極管輸出特性相似。光電耦合器可作為線性耦合器使用 在發(fā)光二極管上提供一個偏置電流，再把信號電壓通過電阻耦合到發(fā)光二極管上，這樣光電晶體管接收到的是在偏置電流上增、減變化的光信號，其輸出電流將隨輸入的信號電壓作線性變化。光電耦合器也可工作于開關(guān)狀態(tài)，傳輸脈沖信號。在傳輸脈沖信號時，輸入信號和輸出信號之間存在一定的延遲時間，不同結(jié)構(gòu)的光電耦合器輸入、輸出延遲時間相差很大。光電耦合器應(yīng)用及

23、作用 光電耦合器具體應(yīng)用： 組成開關(guān)電路、組成邏輯電路、組成隔離耦合電路、組成高壓穩(wěn)壓電路、組成門廳照明燈自動控制電路光電耦合器的作用： 避免干擾由輸出通道傳入控制微機吸收尖峰干擾信號，所以具有很強的抑制噪聲干擾能力作為開關(guān)時，耐用，可靠性高和高速作高壓開關(guān)，信號隔離轉(zhuǎn)換脈沖系統(tǒng)間的匹配在本課題中，光耦選用的類型是optoiso1，具體分析如下： 圖3-5 光耦optoiso1 發(fā)光二極管一直處于發(fā)光狀態(tài)，當一輛車駛?cè)霑r，這時車輛會擋著紅外線照射到接收管，使其截止，光耦采用的是直射式。而在我們將這一設(shè)計應(yīng)用到實際生活中去時，我們可以選用反射式可，即擔憂車輛來時，紅外線會照射到車輛上，然后再由車

24、輛反射給紅外線接收管，將其導(dǎo)通，b點輸出低電位。電路如下圖3-6：圖 3-6發(fā)光二極管發(fā)光狀態(tài)第4章 電路原理分析4.1過程介紹課題原理如下：（清晰圖請參考附錄） 圖4-1 課題原理圖 電路分析過程由兩大部分組成，即當車輛駛?cè)霑r和當車輛駛出時。 由五個部分組成，假設(shè)一輛車從外駛?cè)胪＼噲鰞?nèi)，所經(jīng)五個過程分別是：無車輛駛?cè)搿⒔?jīng)過t1但未經(jīng)t2、經(jīng)過t1且經(jīng)過t2、離開t1但未離開t2、離開t1且離開t2（進入了停車場）4.2原理分析下面將對以上五個過程進行分析： 當無車輛駛?cè)霑r，t1t2均處于截至狀態(tài)，a端輸出高電平，經(jīng)過非門d1后變?yōu)榈碗娖?，再?jīng)非門d3后又轉(zhuǎn)變?yōu)楦唿c平，則r1（復(fù)位端）作用，進

25、行復(fù)位，輸出為1。同樣，輸出亦為1。仿真如圖4-2車輛未經(jīng)過t1t2時，ab均輸出高電平，即oo11。 圖4-2 無車輛駛出 當一輛車經(jīng)過t1，未經(jīng)過t2時，t1導(dǎo)通，a端輸出低電平。經(jīng)兩非門d1和d3后，r1也為低電平，而復(fù)位端r1是高電平有效，所以不工作。 此時t2處于截止狀態(tài)，b端輸出高電平，經(jīng)非門d2后，轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗娖?，而cp1為上升沿觸發(fā)，所以輸出為一。r2端仍處于復(fù)位狀態(tài)，所以輸出1。仿真如圖4-3車輛經(jīng)過t1，但未經(jīng)過t2，a端輸出低電位o，b端輸出高電位1，即0001。當車輛正好經(jīng)過t1t2時，t1t2均導(dǎo)通，ab均輸出低電平，分別經(jīng)過非門d1d3和d2d4后，r1r2均為低電平

26、，即處于失效狀態(tài)，此時cp1經(jīng)過一個上升沿脈沖。所以輸出1，cp2和上一過程一樣，仍處于高電平狀態(tài)。 圖4-3 經(jīng)過t1但未經(jīng)過t2所以輸出仍為一。仿真如圖4-4車輛同時經(jīng)過t1t2，ab端均輸出低電位0，即0000。同時進行一次減計數(shù)，燈由亮變暗。當車輛離開t1，但未離開t2時，t1又變?yōu)榻刂範顟B(tài)，t2處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時a端輸出高電平，經(jīng)過非門d1、d3后，r1端為高電平，進行復(fù)位， 1q輸出0。t2導(dǎo)通，b輸出低電平，經(jīng)過非門d2后，r2為低電平，失效。但此時cp2是下降沿脈沖（cp2是上升沿有效），所以 2q保持與上衣過程一樣，仍輸出1。仿真如圖4-5車輛離開t1，但未離開t2時，這時a

27、端輸出變?yōu)楦唠娢?，b端輸出低電位0，即0010。 圖4-4 經(jīng)過t1且經(jīng)過t2 當車輛離開t1和t2時，此過程和第一過程一樣。1q、2q均輸出1。，t1又變?yōu)榻刂範顟B(tài)，t2處于導(dǎo)通狀態(tài)，此時a端輸出高電平，經(jīng)過非門d1、d3后，r1端為高電平，進行復(fù)位， 1q輸出0。t2導(dǎo)通，b輸出低電平，經(jīng)過非門d2后，r2為低電平，失效。但此時cp2是下降沿脈沖（cp2是上升沿有效），所以 2q保持與上衣過程一樣，仍輸出1。圖4-5 離開t1但未離開t2仿真如圖4-5車輛離開t1，但未離開t2時，這時a端輸出變?yōu)楦唠娢?，b端輸出低電位0，即0010。 圖4-6 離開t1且離開t2當車輛離開t1和t2時，此

28、過程和第一過程一樣。1q、2q均輸出1。 4.3計數(shù)電路 由以上分析可知，計數(shù)器是電路的另一個核心所在。 計數(shù)器是應(yīng)用最為廣泛的時序邏輯電路，它不僅可以用來對脈沖計數(shù)，而且還常用于數(shù)字系統(tǒng)的定時、延時、分頻及構(gòu)成節(jié)拍脈沖發(fā)生器等等。 其種類繁多，不同型號的計數(shù)器功能不盡相同，表現(xiàn)在計數(shù)方式、計數(shù)規(guī)律、預(yù)置方式、復(fù)位方式、編碼方式等幾個方面。按計數(shù)器的功能來分可分為加法計數(shù)器、減法計數(shù)器和可逆計數(shù)器（同時兼有加和減兩種計數(shù)功能的計數(shù)器稱為可逆計數(shù)器）；按進位基數(shù)來分，可分為二進制計數(shù)器（模為2r的計數(shù)器，r為整數(shù)）、十進制計數(shù)器和任意進制計數(shù)器；按計數(shù)器的進位方式來分，可分為同步計數(shù)器（又稱為并

29、行計數(shù)器）和異步計數(shù)器（又稱為串行計數(shù)器）。那本次電路設(shè)計當中，我們采用的是cd40192可逆計數(shù)器，用它來對電路進行加減計數(shù)，同時，cd40192也是十進制的計數(shù)器。 cd40192的特性：cd40192具有異步清除功能。當清除（cr）為高電平時，不管計數(shù)時鐘（cpu、cpd）狀態(tài)如何，所有計數(shù)器輸出（q0q3）均為低電平。 cd40192的預(yù)置功能也是異步的。當置入控制（ld）為低電平時，q0q3將隨數(shù)據(jù)輸入（d0d3）一起變化，而與cpd和cpu無關(guān)。其串聯(lián)級連時的電路圖如下圖：圖4-7 串聯(lián)級連時的電路圖 各級的清零端r和預(yù)置數(shù)控制端ld并接在一起，同時將低位的進位輸出端co接到高一位

30、的cpu，將低位的借位輸出端bo接到高一位的cpd。作減計數(shù)時，一旦低位計數(shù)器的數(shù)值減到零，則bo為低電平使高位的cpd為低電平，再來一個脈沖，低位bo恢復(fù)為高電平，此上升沿使高位減1，同時本位由0000跳變到1001，繼續(xù)進行減計數(shù)。作加計數(shù)時，一旦計數(shù)到1001時，則由co向高位傳送進位脈沖，先變?yōu)榈碗娖剑賮硪粋€脈沖，變?yōu)楦唠娖?，使高位?，同時本位跳變到0000，繼續(xù)進行加計數(shù)。計數(shù)器的起始狀態(tài)可由預(yù)置控制端ld和預(yù)置輸入端d0d3來設(shè)定。該器件的計數(shù)是同步的。當一個計數(shù)時鐘保持高電平時，另一個計數(shù)時鐘的上升沿能使q0q3同時變化。同步計數(shù)方式消除了異步計數(shù)器常有的輸出計數(shù)尖峰。計數(shù)方

31、向由計數(shù)時鐘確定。 當計數(shù)上溢（為9）并且cpu為低電平時，進位輸出（co）產(chǎn)生一個低電平脈沖。當計數(shù)下溢（為0）并且cpd為低電平時，借位輸出（bo）產(chǎn)生一個低電平脈沖。cd40192無需外電路就能級聯(lián)，分別把bo和co接到后一級的cpd和cpu即可。圖4-8 cd40192分配圖 圖4-10 顯示器全暗時電路圖若在cd4511所構(gòu)成的數(shù)字顯示器中加入一個由四2輸入與非門74hc00或cd4011構(gòu)成的多諧振蕩器，振蕩器輸出的矩形脈沖接在cd4511的bi端上。這樣，當e為高電平時，振蕩器輸出1hz左右的矩形脈沖，接在cd4511的bi端，當bi=1時，顯示器正常顯示，當bi=0時，顯示器七段全滅，不顯示，這樣，顯示器將以每秒一次的頻率閃爍顯示。若e為低電平時，振蕩器停振，輸出為低電平，bi=0，顯示器全暗。電路如圖4-11所示：圖4-11 隨機數(shù)字顯示器 如圖所示電路為cd4511和共陰極顯示數(shù)碼管bs201及與非門構(gòu)成的隨機數(shù)字顯示器。該電路可用于搖獎，抽獎等。振蕩器產(chǎn)生250hz的方波信號，經(jīng)與非門反向后送到十進制（bcd）計數(shù)器計數(shù)，計數(shù)結(jié)果以bcd碼方式送到cd4511。cd4511是一種bcd7段鎖存譯碼/驅(qū)動器，具有較大的輸出