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汽车自动停泊系统模型的制作

汽车自动停泊系统模型的制作

点击数:7287 次   录入时间:03-04 11:52:58   整理:http://www.55dianzi.com   车用电路

  这款汽车自动停泊系统模型能在任意给定的时间内,根据有效的停车空间管理能够停泊的车辆数量;使用自动门控制车辆进出;十分方便。还有状态显示信号指示当前是否有可以存放的场地,以及是否有车辆正在进、出停车场。
  
  系统进行初始安装后,不再需要人工控制。从控制存车数量到开、关停车场的门完全自动控制。
  
  系统概述
  
  停车场入口处有一个门,在车辆进入和离开时能自动打开,一个显示部件显示当前停车场内车辆的数目及状态。当进入停车场内的车辆数目达到最大值时,门会自动关闭,并让寻找进入停车场入口的车辆了解泊位状态。有一个逻辑电路来区分汽车与人和自行车,使人和自行车的数量不计入车辆数目内。

  逻辑框图
  
  下图给出了汽车自动停泊系统框图。整个系统由红外线发射器、接收器、多路转换器、加法计数器、减法计数器和显示部件组成。
  
  发射器部分包括两个红外线发射器(IRl TX1和IR2 TX2),如图2所示。它们发射的红外光线照射到入口对面的红外线接收器(IR3 RX1和IR4 RX4)上。在光线未被遮挡时,接收器产生0V的输出,如果光线被遮挡住,则产生+5V输出。

汽车自动停泊系统框图


  
  汽车进入停车场时会按照正确的顺序遮断两条红外光线。遮挡顺序由一个顺序检测器检出。如果顺序正确,检测器输出高电平,使加法计数器加1。同样,当有汽车离开时,会形成相反的顺序,并激活一个控制减法计数器的顺序检测电路,使计数器减1。加、减计数器的输出都送到显示部分。显示部分包括计数器和一个7段码显示器及其驱动芯片,可以显示停车场内汽车数目,并根据顺序检测器的输出产生加、减触发信号。显示部分还有几个状态显示信号。包括:

  1.黄色信号灯:表示正有车辆进入或离开停车场。
  
  2.绿色信号灯:表示停车场内车辆还未达到最大容量,还有泊位。
  
  3.黄色信号灯:表示停车场已满。此信号灯亮时,绿色信号灯同时熄灭。而且停车场入口的门关闭。

  控制电路
  
  自动汽车停泊控制电路(见下图)共使用了两个NE555定时器IC,4个74LS74D触发器,741552/4译码器,二进制加/减计数器74193,7段码显示驱动器CD4511,小型电机驱动电路I293D,与非门集成电路7400和非门7404。此外电路还使用了两个NSOP1738红外接收模块,两个红外线发射用LED管,7段码显示器,以及红、绿、黄色的发光二极管各一个和三个压下一接通式接触开关。

汽车自动停泊系统控制电路

汽车自动停泊系统控制电路


  
  为便于了解电路功能,将电路分为如下四个部分:
  
  1.传感器。
  
  2.顺序检测器。
  
  3.计数与显示器。
  
  4.门控制电路。
  
  传感器部分:这部分的功能是感受到物体的运动并且传送信号到主电路上。传感器部分可以进一步划分为发射器和接收器两部分。
  
  在接收器设计中使用的主要部件是TSOP1736红外线接收模块。这是一种高分辨率的红外接收器,在一个单独包装的外壳内包括有:光电接收器和带有红外线滤波器的预放大电路,可以将信号解调后输出。它对于用lkHz信号调制的38kHz脉冲有效。
  
  为产生被lkHz方波调制的频率接近于38kHz的载波信号,我们在发射器中使用了两个非稳态方式的NE555定时器IC。其中一个(IC12)用于产生占空比为50%的lkHz的方波,而另一个NE555(IC13)用于产生占空比为50%的38kHz的方波。为调制38kHz的波,  第一个NE555的输出脚③接到第二个NE555的复位脚④上。这一级连结构的最后输出通过限流电阻R5接到一对红外发光二极管上。限流电阻是为防止发光二极管过热。
  
  接收部件由两个相同的接收电路组成,每个使用一个TSOP1738红外接收器,这种接收器的输出为集电极开路型,因此需要外接阻值大于lOk的上拉电阻。在电源与地线之间必须接上一个4.7μF的电解电容,以便减少接收到的杂散信号的干扰。
  
  信号正常接收时,接收器的输出端会产生lkHz的方波,当没有信号时,输出为+5V直流电平。由于后面连接的集成电路是TTL型的,所以接收器的输出应是TTL兼容的。由于接收器精度极高,所以在接收信号强度比较低时,+5V电平偶尔也会下降到0V。这可能导致误触发,因此必须加以限制。为此,在接收器输出端和地之间接一个22μF的电解电容。此电容旁路方波信号,并且保持信号的直流电平在正常状态下为0V,当信号中断时为+5V。你也可以用其他近似容量的电容代替此电容。传感器部分的输出送到顺序检测部分。
  
  顺序检测部分:这一部分是整个系统的核心。由用于顺序检测的2/4译码器和几个触发器组成。
  
  74155双2/4译码器用(作为译码器的)信号选择端的管脚(13)(A)和③(B)分别从RX1和RX2接收输入信号,被选择端选中的输出端有效。此芯片中的另一个译码器未使用。一般情况下,入口前面的那一个接收器的输出接(13)脚。无车辆入、出时,两个接收器均激活,输出0到译码器,使译码器输出为低电平。
  
  当第一个传感器的光线被车辆遮断时,Yl线变低电平,接着Y2线变低电平,表示只有第一个传感器被遮住;而Y3线变为低电平则表示两个传感器的信号都被切断了。参考下表:IC1 74155的真值表,此表给出了译码时4条输出线的作用和其他控制线的作用。

   
  顺序检测电路由3个触发器组成,判断车辆是进入还是离开停车场。译码器的Y0线接到各触发器的清除脚,使个触发器的输出全为0。当车辆进入停车场时,首先会遮住第一个传感器(入口前的),然后遮住两个传感器,最后仅遮住第二个传感器(入口后的),这样就必然顺序产生状态:10、11、01。这一顺序很重要。
  
  为了识别这些状态的出现及其顺序,我们将Y2、Y3、Yl线求反后分别接到三个顺序连接的触发器的时钟端上;VCC作为第一个触发器的输入,其余的触发器的输入依次是前一个触发器的输出。3个译码器输出信号求反是因为它们是低电平有效的,而74LS74D触发器则要在时钟信号的上升沿触发。
  
  只有正常顺序的逻辑状态才会引起第3个触发器的输出变为逻辑1。任何其他顺序都不会允许高电平信号经过3个串联的触发器。第3个触发器的输出接到计数器和显示部分以增加计数值。这样,当有车辆进入停车厂时,Y0信号先清除全部触发器,然后又立刻使计数器加1。
  
  一个同样的电路用于检测车辆离开停车场。但这时车辆产生的状态顺序为01、11、10,顺序十分重要。因此,这时3个顺序连接的触发器的时钟信号分别是由Yl、Y3和Y2驱动的。这一电路的工作过程与检测车辆进入停车场的电路相同。

  但最后的D触发器的输出要接到一个减计数器和显示部件,以减少计数值。同样,计数值减少在触发器的输出被YO信号清除后立即发生(参见计数器和显示部件说明)。
  
  计数和显示部分:这一部件包括加/减计数器集成电路74193,BCD码到7段码的译码和显示驱动集成电路4511(用于共阴极7段码显示器)及3个发光二极管(红、黄、绿)。
  
  在配置不变的情况下,集成电路74193既可以控制进行加法计数,也可以进行减法计数。当一个脉冲的上跳沿加在加法控制脚(第⑤脚)时,计数器加1。而当一个脉冲的上跳沿加在减法控制脚(第④脚)时,计数器减1。在本电路中,前者出现在车辆进入停车场时,Y0线清除最后的D触发器的输出,引起由高到低的逻辑状态变化。在经过一个反门,提供一个脉冲上升沿,计数器加1。而当车辆离开停车场时,这些触发器同样会使计数器减1。计数器芯片的数据预置脚接VCC,而数据装入控制脚接到一个开关上,而其他的管脚全部接地,这种装置能够顺序地将计数器和电路中所有的驱动器、显示器复位。加、减计数器(74193)的4个BCD码输出端接在译码/驱动器4511的相应管脚上。译码器的高电平有效的输出端接在共阴极7段码显示器的对应管脚上。计数器(IC10)输出的最高有效位MSB和最低位LSB通过门N7和N8相‘与’。N8门的输出送到红色LED的阳极,使之点亮,表示停车场已有9辆车(无泊位)。同一信号求反后送到绿色LED的阳极,使之点亮,表示此时停车场内至少还有一个泊位。黄色LED表示有一辆车正在进入或离开停车场,在至少有一个传感器被遮住时,黄灯必须是亮的。译码器袭3的Y0线接在黄色LED的阳极,当没有光线被遮住时,此线为低电平,保持黄灯关闭。一旦任一条光线被遮蔽,Y0电平变高,接通黄色LED。黄色LED灯指示的各种情况见下表。

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