電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)電子門衛(wèi)系統(tǒng)之進(jìn)出人員計(jì)數(shù)器設(shè)計(jì)4

1、 沈陽(yáng)工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程設(shè)計(jì)題目：課程設(shè)計(jì)題目：電子門衛(wèi)系統(tǒng)之進(jìn)出人員計(jì)數(shù)器電子門衛(wèi)系統(tǒng)之進(jìn)出人員計(jì)數(shù)器 系 別 自動(dòng)控制工程系 班級(jí) 自本 082 學(xué)生姓名批準(zhǔn)電子門衛(wèi)系統(tǒng)之進(jìn)出人員計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容及要求1.1 設(shè)計(jì)目的：（1）掌握電子門衛(wèi)系統(tǒng)之進(jìn)出人員計(jì)數(shù)器的構(gòu)成、原理與設(shè)計(jì)方法；（2）熟悉集成電路的使用方法。1.2 基本要求（1）對(duì)通過(guò)門禁系統(tǒng)進(jìn)出的人員數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)顯示，從 0-9999；（2）門禁系統(tǒng)里、外分別安裝兩個(gè)傳感器（比如紅外線傳感器）a、b，每當(dāng)有人進(jìn)入時(shí)將順序經(jīng)過(guò) a、b，每當(dāng)有人出去時(shí)將順序經(jīng)過(guò) b、a，設(shè)計(jì)電路能夠區(qū)分此人是進(jìn)入還是出去；（3）要求分

2、別統(tǒng)計(jì)和顯示進(jìn)去的人員人次、出來(lái)的人員人次、里面還逗留的人員人數(shù)；（4）當(dāng)逗留人數(shù)超限時(shí)報(bào)警（比如 500 人） 。1.3 發(fā)揮部分（1）開(kāi)啟清場(chǎng)開(kāi)關(guān)時(shí)，如有人進(jìn)入，系統(tǒng)將報(bào)警。（2）考慮有人經(jīng)過(guò) a（或 b）但沒(méi)有繼續(xù)前進(jìn)又退出即連續(xù)且只經(jīng)過(guò)兩次 a（或 b）的情況如何處理？（3）其他。2 設(shè)計(jì)過(guò)程及論文的基本要求：2.1 設(shè)計(jì)過(guò)程的基本要求（1）基本部分必須完成，發(fā)揮部分可任選 2 個(gè)方向：（2）符合設(shè)計(jì)要求的報(bào)告一份，其中包括邏輯電路圖、實(shí)際接線圖各一份；（3）設(shè)計(jì)過(guò)程的資料、草稿要求保留并隨設(shè)計(jì)報(bào)告一起上交；報(bào)告的電子檔需全班統(tǒng)一存盤上交。2.2 課程設(shè)計(jì)論文的基本要求（1）參照畢業(yè)設(shè)

3、計(jì)論文規(guī)范打印，文字中的小圖需打印。項(xiàng)目齊全、不許涂改，不少于 3000 字。圖紙為 a3，附錄中的大圖可以手繪，所有插圖不允許復(fù)印。（2）裝訂順序：封面、任務(wù)書、成績(jī)?cè)u(píng)審意見(jiàn)表、中文摘要、關(guān)鍵詞、目錄、正文（設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)任務(wù)、設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)框圖、各部分電路及參數(shù)計(jì)算（重要） 、工作過(guò)程分析、元器件清單、主要器件介紹） 、小結(jié)、參考文獻(xiàn)、附錄（邏輯電路圖與實(shí)際接線圖） 。3 時(shí)間進(jìn)度安排順序階段日期計(jì) 劃 完 成 內(nèi) 容備注12010.7.5講解主要設(shè)計(jì)內(nèi)容，學(xué)生根據(jù)任務(wù)書做出原始框圖打分22010.7.6檢查框圖及初步邏輯圖完成情況，講解及糾正錯(cuò)誤打分32010.7.7檢查及改正邏輯圖；講

4、解印刷電路板圖繪制及報(bào)告書寫打分42010.7.8繼續(xù)修正邏輯圖，指導(dǎo)印刷電路板圖繪制方法，布置答辯打分52010.7.9答辯、寫報(bào)告打分 2010/7/2沈沈 陽(yáng)陽(yáng) 工工 程程 學(xué)學(xué) 院院數(shù)字電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù) 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表系（部）系（部）指指 導(dǎo)導(dǎo) 教教 師師 評(píng)評(píng) 審審 意意 見(jiàn)見(jiàn)評(píng)價(jià)內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評(píng) 分加權(quán)分調(diào)研論證能獨(dú)立查閱文獻(xiàn),收集資料；能制定課程設(shè)計(jì)方案和日程安排。0.15 54 43 32 2工作能力態(tài)度工作態(tài)度認(rèn)真，遵守紀(jì)律，出勤情況是否良好，能夠獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作， 0.25 54 43 32 2工作量按期圓滿完成規(guī)定的設(shè)計(jì)任務(wù)，工作量飽滿，

5、難度適宜。0.25 54 43 32 2說(shuō)明書的質(zhì)量說(shuō)明書立論正確，論述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理，文字通順，技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn)確，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào)齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)范。0.55 54 43 32 2指導(dǎo)教師評(píng)審成績(jī)指導(dǎo)教師評(píng)審成績(jī)（加權(quán)分合計(jì)乘以（加權(quán)分合計(jì)乘以 1212） 分分加權(quán)分合計(jì)加權(quán)分合計(jì)指指 導(dǎo)導(dǎo) 教教 師師 簽簽 名：名： 年年 月月 日日評(píng)評(píng) 閱閱 教教 師師 評(píng)評(píng) 審審 意意 見(jiàn)見(jiàn)評(píng)價(jià)內(nèi)容具 體 要 求權(quán)重評(píng) 分加權(quán)分查閱文獻(xiàn)查閱文獻(xiàn)有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力0.25 54 43 32 2工作量工作量飽滿，難度適中。0.55 54 43 32 2說(shuō)明書的質(zhì)量說(shuō)明書立論正確，論

6、述充分，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)合理，文字通順，技術(shù)用語(yǔ)準(zhǔn)確，符號(hào)統(tǒng)一，編號(hào)齊全，圖表完備，書寫工整規(guī)范。0.35 54 43 32 2評(píng)閱教師評(píng)審成績(jī)?cè)u(píng)閱教師評(píng)審成績(jī)（加權(quán)分合計(jì)乘以（加權(quán)分合計(jì)乘以 8 8）分分加權(quán)分合計(jì)加權(quán)分合計(jì)評(píng)評(píng) 閱閱 教教 師師 簽簽 名：名： 年年 月月 日日課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 總總 評(píng)評(píng) 成成 績(jī)績(jī)分分中 文 摘 要當(dāng)代電子技術(shù)的迅速發(fā)展，為人們的文化、物質(zhì)生活提供了優(yōu)越的條件，數(shù)碼攝像機(jī)、家庭影院、空調(diào)、電子計(jì)算機(jī)等，都是典型的電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)例，可謂琳瑯滿目、異彩紛呈。至于電子技術(shù)在科技領(lǐng)域的應(yīng)用，更是起著龍頭作用。電子門衛(wèi)是隨著世界電子技術(shù)水平和自動(dòng)化控制技術(shù)水平的發(fā)展

7、而應(yīng)運(yùn)而生的新興技術(shù)產(chǎn)品。它以其消耗少，安全等優(yōu)勢(shì)很快取代了以前以人為中心的保安安全體制?，F(xiàn)在的銀行、博物館等場(chǎng)所均有此類設(shè)備。隨著科技的發(fā)展，相信很快，電子門衛(wèi)將會(huì)走進(jìn)千家萬(wàn)戶。本設(shè)計(jì)提供的便是一款簡(jiǎn)易的電子門衛(wèi)系統(tǒng)原理。它是以發(fā)光二極管和相對(duì)的光敏電阻組合，構(gòu)成了傳感器，通過(guò) 555 定時(shí)器，確定人員是否出入。通過(guò)計(jì)數(shù)器，減法運(yùn)算電路的功能實(shí)現(xiàn)了對(duì)進(jìn)出人數(shù)和逗留人數(shù)的顯示和記錄。并且有在當(dāng)逗留人數(shù)超過(guò) 500人時(shí)利用比較器、揚(yáng)聲器等組成的自動(dòng)報(bào)警等功能。此系統(tǒng)制作簡(jiǎn)單，成本低，屬于全自動(dòng)系統(tǒng)，無(wú)需人操作，在低壓狀態(tài)下也能良好工作，適合于小型公共場(chǎng)所。如有特殊需要，可根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行改裝。關(guān)

8、鍵詞 電力系統(tǒng)，電子門衛(wèi)，自動(dòng)化，計(jì)數(shù)目錄課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書-i課程設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定表-iii中文摘要 -iv1 設(shè)計(jì)任務(wù)描述-11.1 設(shè)計(jì)題目-11.2 設(shè)計(jì)要求-11.2.1 設(shè)計(jì)目的-11.2.2 基本要求-11.2.3 發(fā)揮部分-12 設(shè)計(jì)思路-23 設(shè)計(jì)方框圖-34 各部分電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算-44.1 傳感器及進(jìn)出判定電路-44.1.1 傳感器-44.1.2 控制電路-44.2 記數(shù)電路-54.3 顯示電路-64.4 減法電路-74.5 清場(chǎng)控制器-84.6 人數(shù)監(jiān)控及報(bào)警電路-95 工作過(guò)程分析-106 元器件清單-117 主要元器件介紹-127.1 計(jì)數(shù)器 74160n

9、-127.2 加法器 7483n -147.3 數(shù)據(jù)比較器 74hc85ad-147.4 譯碼器及數(shù)字顯示器-157.5 555 定時(shí)器-17小 結(jié)-19致 謝-20參考文獻(xiàn)-21附 錄 a1 邏輯電路圖-22附 錄 a2 印刷電路圖-231 設(shè)計(jì)任務(wù)描述1.11.1 設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)題目：電子門衛(wèi)系統(tǒng)之進(jìn)出人員記數(shù)器電子門衛(wèi)系統(tǒng)之進(jìn)出人員記數(shù)器1.21.2 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求1.2.11.2.1 設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)目的(1) 掌握電子門衛(wèi)系統(tǒng)之進(jìn)出人員計(jì)數(shù)器的構(gòu)成、原理與設(shè)計(jì)方法； (2) 熟悉集成電路的使用方法。1.2.21.2.2 基本要求基本要求(1)對(duì)通過(guò)門禁系統(tǒng)進(jìn)出的人員數(shù)目進(jìn)行記數(shù)顯示，從

10、 0-9999；(2)門禁系統(tǒng)里、外分別安裝兩個(gè)傳感器（比如紅外傳感器）a、b，每當(dāng)有人進(jìn)入時(shí)將順序經(jīng)過(guò) a、b，每當(dāng)有人出去時(shí)將順序經(jīng)過(guò) b、a，設(shè)計(jì)電路能夠區(qū)分此人士進(jìn)入還是出去；(3)要求分別統(tǒng)計(jì)和顯示進(jìn)去的人員人次、出來(lái)的人員人次、里面還逗留的人員人數(shù)； (4)當(dāng)逗留人數(shù)超限時(shí)報(bào)警（比如 500 人） 。1.2.31.2.3 發(fā)揮部分發(fā)揮部分(1)當(dāng)開(kāi)啟請(qǐng)場(chǎng)系統(tǒng)后，進(jìn)入門內(nèi)的動(dòng)作將被禁止，一旦出現(xiàn)系統(tǒng)將發(fā)出報(bào)警；(2)當(dāng)有人經(jīng)過(guò) a（或 b）但沒(méi)有繼續(xù)前進(jìn)又退出即連續(xù)且只經(jīng)過(guò)兩次 a（或 b）的情況如何處理？ 2 設(shè)計(jì)思路既然要顯示進(jìn)入與出去人數(shù)，就少不了用傳感器。我選用的是發(fā)光二極管

11、和與之相配的光敏電阻，當(dāng)有光照射到光敏電阻時(shí)，其電阻非常小，此時(shí)系統(tǒng)不工作，當(dāng)有人進(jìn)入時(shí)，電阻阻值迅速增大，給 555 定時(shí)器一個(gè)信號(hào)，系統(tǒng)開(kāi)始工作。當(dāng)人進(jìn)入時(shí)，信號(hào)進(jìn)入記數(shù)器，計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作，人數(shù)在 0-9999 之間，所以我選用了 4 個(gè) 74160 用做進(jìn)入人員記數(shù)，又因?yàn)橛?jì)數(shù)器本身記錄的是二進(jìn)制數(shù)，所以記數(shù)器接連譯碼器 7448，譯碼器接連顯示器。同樣的，出去人數(shù)的電路也是如此。大體思路如此，下面是一些細(xì)節(jié)方面的問(wèn)題。怎樣辨別人是進(jìn)入還是出去呢？因?yàn)橛?a、b 兩個(gè)傳感器，而根據(jù)這兩個(gè)傳感器發(fā)出感應(yīng)信號(hào)的先后就可以判斷經(jīng)過(guò)傳感器的個(gè)體進(jìn)出的情況。將 a 靠外放置，將 b 靠?jī)?nèi)放置，當(dāng)有

12、人進(jìn)來(lái)的時(shí)候，必然會(huì)先碰觸 a 傳感器，a 傳感器發(fā)出的信號(hào)被判別電路直接送到計(jì)數(shù)電路中，記錄的進(jìn)入人數(shù)加 1，而人經(jīng)過(guò) b 時(shí)，b 所發(fā)的信號(hào)被直接濾掉，從而完成一次計(jì)數(shù)。同理，出去人數(shù)的記錄過(guò)程一致。另外，逗留人員是利用減法電路來(lái)計(jì)算的。減法電路是用兩個(gè)加法器相連，第一個(gè)加法器求被減的原數(shù)和被減的反數(shù)后，如果減的開(kāi)，則經(jīng)過(guò)第二個(gè)加法器加零后輸出。當(dāng)本位不夠時(shí)，輸出結(jié)果經(jīng)過(guò)第二個(gè)加法器加十，就完成了一位的減法計(jì)算，求兩個(gè)四位輸出之差就需要四個(gè)這樣的裝置相連來(lái)實(shí)現(xiàn)。而最后輸出的結(jié)果再接個(gè)數(shù)字顯示系統(tǒng)就可顯示出來(lái)。而清場(chǎng)系統(tǒng)則是將所求逗留人數(shù)接入一個(gè)可控制開(kāi)啟關(guān)閉的電路，當(dāng)電路工作時(shí)，此電路檢測(cè)

13、減法器輸出的數(shù)據(jù)，如果不為 0，則持續(xù)輸出一個(gè)信號(hào)，當(dāng)進(jìn)入信號(hào)再次出現(xiàn)時(shí)控制報(bào)警燈開(kāi)啟，實(shí)現(xiàn)了禁止進(jìn)入的目的。當(dāng)電路不再檢測(cè)到有滯留人數(shù)后，便不再輸出信號(hào)，從而達(dá)到清場(chǎng)的目的。最后，由 555 組成的多諧振蕩器報(bào)警系統(tǒng)就只是將求減所得數(shù)據(jù)接入一個(gè)數(shù)據(jù)比較器，當(dāng)其輸出大于設(shè)定值 4 便輸出信號(hào)使喇叭工作報(bào)警。3 設(shè)計(jì)方框圖減法電路清場(chǎng)控制電路譯碼器數(shù)據(jù)顯示器比較器報(bào)警器傳感器 a傳感器 b判斷電路計(jì)數(shù)器入計(jì)數(shù)器出 譯碼器譯碼器數(shù)據(jù)顯示器數(shù)據(jù)顯示器4 各部分電路設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算4.14.1 傳感器及進(jìn)出判定電路傳感器及進(jìn)出判定電路vss0vled1led2vss0vvssvss0vvssvcc5vr

14、853kr861kvccvss0vvssvcc5vvss0vvcc5vr883kr891kvccvss0vvss74ls04d74ls04d7408n7408n555_virtualtimergnddisoutrstvccthrcontrivss241264265266267555_virtualtimergnddisoutrstvccthrcontrivss268272vcc2702712694.1.14.1.1 傳感器傳感器如圖所示為傳感器及進(jìn)出判定電路。光敏電阻受到發(fā)光二極管照射電阻接近于零，則傳感器向 555 控制電路持續(xù)輸出高電頻，當(dāng)有人經(jīng)過(guò)門衛(wèi)時(shí)，身體將發(fā)光二極管發(fā)出的光線擋住，使

15、光敏電阻阻值上升,即輸出一個(gè)低電平給 555 定時(shí)器。4.1.24.1.2 控制電路控制電路兩個(gè) 555，分別構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，當(dāng)其中一個(gè)收到第一個(gè)傳感器的信號(hào)后，開(kāi)始在 3 端輸出一個(gè)長(zhǎng)為 t 的信號(hào)。并且在 t 的這段時(shí)間內(nèi)阻止另一個(gè)觸發(fā)器接受信號(hào)工作。當(dāng)?shù)诙€(gè)傳感器發(fā)出信號(hào)后，電路向?qū)?yīng)記數(shù)器發(fā)出一個(gè)信號(hào) cp，使計(jì)數(shù)器工作。4.24.2 記數(shù)電路記數(shù)電路四個(gè)計(jì)數(shù)器并排接在一起，前一個(gè)的進(jìn)位端接入后一位的使能端。觸發(fā)同時(shí)接于 clk 四個(gè)記數(shù)器上，原理是當(dāng) clk 記數(shù)信號(hào)出現(xiàn)時(shí)第一計(jì)數(shù)器開(kāi)始工作，由于其他計(jì)數(shù)器使能端無(wú)信號(hào)則無(wú)法正常工作。由于 74160 為 10 進(jìn)制，所以當(dāng)?shù)谝粋€(gè)

16、計(jì)數(shù)器到 10 進(jìn)位時(shí)進(jìn)位端 rco 發(fā)出一信號(hào)給第二觸發(fā)器使能端。當(dāng)再來(lái) clk 信號(hào)時(shí)第二計(jì)數(shù)器可以工作，記錄數(shù)據(jù)加 1。以此類推，從而實(shí)現(xiàn)了四位數(shù) 8421bcd 碼的記數(shù)功能。4.34.3 顯示電路顯示電路7448 直接接受 8421bcd 碼并將其轉(zhuǎn)換成 7 位碼，然后將其輸出。當(dāng) rbi 端接高電平時(shí)如果接到信號(hào)為 0000 則顯示 0，接低電平時(shí)無(wú)顯示。兩器件組合成一個(gè)顯示單元，實(shí)現(xiàn)一位數(shù)字的顯示。四個(gè)單元共同作用實(shí)現(xiàn)了四位數(shù)輸出的功能。除了本電路系統(tǒng)適用外，任何需要整數(shù)輸出的工作電路中都能應(yīng)用。具體采用件數(shù)由顯示位數(shù)決定。4.44.4 減法電路減法電路74ls04d74ls04

17、d74ls04d74ls04d7483na28b27a110c013b111s415s32c414a41b416a33b34s26s191516171874ls04d74ls04d74ls04d74ls04d7483na28b27a110c013b111s415s32c414a41b416a33b34s26s196261605974ls04d74ls04d74ls04d74ls04d7483na28b27a110c013b111s415s32c414a41b416a33b34s26s198483828174ls04d74ls04d74ls04d74ls04d7483na28b27a110c01

18、3b111s415s32c414a41b416a33b34s26s191061051041037483na28b27a110c013b111s415s32c414a41b416a33b34s26s1974ls04d158159vss0vvss7483na28b27a110c013b111s415s32c414a41b416a33b34s26s1974ls04d1641601611621631651661671687483na28b27a110c013b111s415s32c414a41b416a33b34s26s1974ls04dvss0vvss169170171172173174175748

19、3na28b27a110c013b111s415s32c414a41b416a33b34s26s1974ls04dvss0vvss17617717817918015722622522422336353433121被減數(shù)和減數(shù)的反碼(原碼的非)相加等于兩數(shù)的差, 當(dāng)本位不夠時(shí)，輸出結(jié)果經(jīng)過(guò)第二個(gè)加法器加十，就完成了一位的減數(shù)計(jì)算，輸出的同時(shí)也將在其上位輸出一個(gè)信號(hào)，告訴上一位本位相加時(shí)是否向前借位，使上位自動(dòng)減 1 或不減，最高位的輸出端接入最低位輸入端形成進(jìn)位循環(huán)，從而全面實(shí)現(xiàn)全減功能。但本電路都是依據(jù)被減數(shù)大于等于減數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，極不考慮為負(fù)情況。 這樣就很好的實(shí)現(xiàn)了用加法器作用的減法功能,而

20、且這種接法,最大的好處就在于直接將被減數(shù)和減數(shù)的 8421bcd 碼輸入部件中,即可算得所得的得數(shù)相對(duì)應(yīng)的 8421bcd 碼.無(wú)須轉(zhuǎn)換,無(wú)須編碼,方便快潔,使本系統(tǒng)中沒(méi)有任何二進(jìn)制計(jì)算,所有數(shù)據(jù)都根據(jù) 8421bcd碼的相對(duì)關(guān)系進(jìn)行處理運(yùn)算,最后實(shí)現(xiàn)功能.提高了系統(tǒng)運(yùn)算的效率,剩去了編碼器,譯碼器等多余的部件,降低了成本,也使本電路的可行性和直觀性更強(qiáng),更容易理解.具體計(jì)算原理如下:將 8421bcd 碼表示的減數(shù)的反碼送到第一加法器,記過(guò)的原碼或反碼送到第二加法器,這里加 1010 還是 0000,取決于該十進(jìn)制數(shù)的符號(hào)和最終結(jié)果的符號(hào).正的或負(fù)的最終結(jié)果的例子如圖,箭頭指出到下一十進(jìn)位的

21、進(jìn)位或循環(huán)進(jìn)位.舉例如下所示:4.54.5 清場(chǎng)控制器清場(chǎng)控制器 s 開(kāi)關(guān)開(kāi)通時(shí),端線所接減數(shù)器所接數(shù)據(jù)輸出信號(hào),因?yàn)槭腔虻年P(guān)系所以只要輸出不全為 0 則一直使與門前 s 開(kāi)關(guān)端輸出一個(gè) 1 的信號(hào).當(dāng)這時(shí)再有進(jìn)的信號(hào)進(jìn)入,則發(fā)光二極管接到 1 信號(hào)發(fā)光報(bào)警.與 s 門支線相對(duì)的關(guān)系也為或的支線,連接在比較器端,當(dāng)滯留人數(shù)超過(guò) 500 人后,起到和閉合 s 開(kāi)關(guān)一樣的效果. 傳感器比較器4.64.6 人數(shù)監(jiān)控及報(bào)警電路人數(shù)監(jiān)控及報(bào)警電路 a213b214a112b111oagtb5a010b09a315b31oaeqb6oaltb7aeqb3altb2agtb4vss0vvcc5vvssvcc

22、10ufvss0v10k10kxlv1input286555_virtualtimergnddisoutrstvccthrcontri279281280278vss此電路的組合效果就是當(dāng)室內(nèi)滯留人數(shù)超過(guò) 500 以后,系統(tǒng)便報(bào)警由喇叭發(fā)出報(bào)警信號(hào).要完成此功能,先要知道室內(nèi)到底有多少人,而這一點(diǎn)由前面的電路都已實(shí)現(xiàn),只要引入減法電路的輸出即可,然后將其輸入到數(shù)據(jù)比較器中進(jìn)行比較,因?yàn)轭}目所設(shè)為 500 人,對(duì)人數(shù)要求精度只到百位,電路中只用一個(gè)數(shù)據(jù)比較器對(duì)減法器的百位輸出端進(jìn)行比對(duì),并把比較數(shù)設(shè)置為 4,這樣當(dāng)減法電路輸出數(shù)據(jù)百位一旦大于 4(首先為 5 時(shí)符合條件),比較器大于位信號(hào)端便持續(xù)

23、輸出一個(gè)信號(hào).而電路把這個(gè)信號(hào)輸送給由 555 定時(shí)器組成的多諧震蕩電路的工作控制端,讓震蕩電路工作,產(chǎn)生一定頻率的脈沖信號(hào),催動(dòng)交流喇叭發(fā)出報(bào)警音,實(shí)現(xiàn)電路功能.5 工作過(guò)程分析下面將電子門衛(wèi)的工作的整套流程做以下分析:正常狀態(tài)下:當(dāng)電源開(kāi)啟,電子門衛(wèi)計(jì)數(shù)系統(tǒng)開(kāi)始正常工作.當(dāng)有人進(jìn)入房間時(shí),則觸發(fā)傳感器, 經(jīng)過(guò)判斷電路判斷為進(jìn),向進(jìn)入計(jì)數(shù)器發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào),使計(jì)數(shù)器得到信號(hào),記錄數(shù)據(jù)加 1.隨后,有 n 個(gè)人進(jìn)入房間進(jìn)行房間內(nèi)提供的規(guī)定活動(dòng),計(jì)數(shù)器便全部記錄了進(jìn)入的人次.當(dāng)有人離開(kāi)房間時(shí),進(jìn)出判定系統(tǒng)判定為出,則傳感器向出計(jì)數(shù)器發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào),使出計(jì)數(shù)器記錄加 1.而同時(shí)接受兩個(gè)計(jì)數(shù)器信號(hào)

24、的減法運(yùn)算電路隨時(shí)隨刻將兩個(gè)計(jì)數(shù)系統(tǒng)中的現(xiàn)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行求差處理并把結(jié)果同總共進(jìn)入人數(shù),總共離開(kāi)人數(shù)兩數(shù)據(jù)一樣同過(guò)數(shù)字顯示系統(tǒng)顯示在數(shù)字顯示屏上.當(dāng)超過(guò) 500 人時(shí):減數(shù)電路輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)高于 500 人后,系統(tǒng)中檢測(cè)電路數(shù)據(jù)比較器將發(fā)出報(bào)警信號(hào),使由多諧震蕩器和交流電源喇叭組成的報(bào)警音提供電路工作,發(fā)出報(bào)警音,并且持續(xù)向報(bào)警發(fā)光二極管端發(fā)出一個(gè)高電平信號(hào),使系統(tǒng)保持禁止進(jìn)入狀態(tài),當(dāng)判斷電路又向進(jìn)計(jì)數(shù)器系統(tǒng)中發(fā)出有效信號(hào)時(shí),警報(bào)發(fā)光二極管工作發(fā)光,示意報(bào)警.當(dāng)將清場(chǎng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí):把 s 開(kāi)關(guān)閉合,使電子門衛(wèi)系統(tǒng)進(jìn)入清場(chǎng)狀態(tài).清場(chǎng)電路將實(shí)時(shí)監(jiān)控減法電路輸出端所有信號(hào),只要有不為 0 的信號(hào)出現(xiàn),則

25、會(huì)向警報(bào)發(fā)光二極管端輸出一個(gè)高電平信號(hào),當(dāng)進(jìn)出判斷電路向進(jìn)計(jì)數(shù)器系統(tǒng)發(fā)出有效信號(hào)時(shí),則報(bào)警發(fā)光二極管工作發(fā)光,發(fā)出警報(bào)說(shuō)明非法進(jìn)入.當(dāng)減數(shù)系統(tǒng)不再輸出有 1 信號(hào)后,證明已經(jīng)清場(chǎng)完畢,就不再向警報(bào)發(fā)光二極管送出信號(hào).6 元器件清單名稱型號(hào)數(shù)量計(jì)數(shù)器74160n8數(shù)據(jù)比較器74hc85ad1譯碼器7448n12加法器7483n8數(shù)字顯示器seven-seg-com12555 定時(shí)器555-virtual3另有與門,非門,發(fā)光二極管,交流電源喇叭,光敏電阻等.7 主要元器件介紹7.17.1 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 74160n74160n 做為集成計(jì)數(shù)器,74160 是最基本的一個(gè)器件.它從 0 開(kāi)始記數(shù),

26、周期為 10,即到 9 后歸零.功能表如下:dcbalqa qbqcqddcbacletepld輸輸 出出預(yù)置數(shù)據(jù)預(yù)置數(shù)據(jù)輸入輸入時(shí)鐘時(shí)鐘使能使能預(yù)置預(yù)置l l l lx x x xlh保保 持持x x x xlxh計(jì)計(jì) 數(shù)數(shù)x x x xhhh保保 持持a b c d由功能表可知 74160,clk 每來(lái)一個(gè)上升沿，計(jì)數(shù)器的值增 1. rd 為異步清零端,load是預(yù)置數(shù)控制端,a,b,c,d 是預(yù)置數(shù)據(jù)輸入端,enp 和 ent 是計(jì)數(shù)器使能端,rco 是進(jìn)位輸出端,它的設(shè)置為多片集成計(jì)數(shù)器的級(jí)聯(lián)提供了方便.它的時(shí)序圖如下:由圖可知,首先加入一個(gè)清零信號(hào) rco=0,使觸發(fā)器的狀態(tài)為 0,

27、即計(jì)數(shù)器清零.rd 變?yōu)? 后,加入一置數(shù)信號(hào) ld=0,該信號(hào)需維持到下一個(gè)時(shí)鐘脈沖的正跳變到來(lái)后,在這個(gè)置數(shù)信號(hào)和時(shí)鐘脈沖上升沿的共同作用下,各觸發(fā)器的輸出狀態(tài)與預(yù)置的輸入數(shù)據(jù)相同,這就是預(yù)置操作.接著是 ep=et=1,在此期間 74160 處于計(jì)數(shù)器狀態(tài).這里是從淤滯的dcba=1100 開(kāi)始計(jì)數(shù),直到 ep=0.et=1,計(jì)數(shù)狀態(tài)結(jié)束,轉(zhuǎn)為保持狀態(tài),計(jì)數(shù)器輸出保持 ep負(fù)跳變前的狀態(tài)不變,圖為輸出為 0010,rco=0. rd ld a b c d cp ep et qa qb qc qd rco 計(jì)計(jì)數(shù)數(shù) 保保持持 異異步步清清零零 同同步步預(yù)預(yù)置置 7.27.2 加法器加法器

28、7483n7483n 7483na28b27a110c013b111s415s32c414a41b416a33b34s26s19 sn7483 是課內(nèi)沒(méi)有涉及的四位二進(jìn)制加法器,它的執(zhí)行內(nèi)部連接成行波(串行)進(jìn)位的并行加法.對(duì)每一位都提供和的輸出,結(jié)果的進(jìn)位輸出 c0 和 c4 是從最后的全加器級(jí)得的.7.37.3 數(shù)據(jù)比較器數(shù)據(jù)比較器 74hc85ad74hc85ad 集成數(shù)值比較器 74hc85ad 是四位數(shù)值比較器,提功能如下圖所示.兩個(gè)四位數(shù)的比較是從 a 的最高為 a3 和 b 的最高位 b3 進(jìn)行比較,如果它們不相等則該位的比較結(jié)果可以作為兩個(gè)數(shù)的比較結(jié)果.若最高位 a3=b3,則

29、再次比較次高位 a2 和 b2,余類推.顯然,如果兩數(shù)相等,那么比較步驟必須進(jìn)行到最低位才得到結(jié)果.7.47.4 譯碼器及數(shù)字顯示器譯碼器及數(shù)字顯示器 7448na7b1c2d6oa13od10oe9of15oc11ob12og14lt3rbi5bi/rbo4 u55a bc d e f gcah輸輸 入入輸輸 出出a a3 3 b b3 3a a2 2 b b2 2a a1 1 b b1 1a a0 0 b b0 0iabiabiabiabfabfabfa b b3 3h hl ll la a3 3 b b2 2h hl ll la a3 3 = = b b3 3a a2 2 b b1 1h hl ll la a3 3 = = b b3 3a a2 2 = = b b2 2a a1 1 b b0 0h hl ll la a3 3 = = b b3 3a a2 2 = = b b2 2a a1 1 = = b b1 1a a0 0 vcc,vl2時(shí),c1=0,c2=1,基本 rs 被置 0. t 導(dǎo)通,v0=0.3231 2, vl1vcc,vl2時(shí),c1=