数字电子课程设计论文(电子门卫系统进出人员计数器)

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评价
内容
具体要求
权重
评分
加权分
调研
论证
能独立查阅文献,收集资料;能制定课程设计方案和日程安排。
0.1
5
4
3
2
工作能力
态度
工作态度认真,遵守纪律,出勤情况是否良好,能够独立完成设计工作,
0.2
5
4
3
2
工作量
按期圆满完成规定的设计任务,工作量饱满,难度适宜。
0.2
5
4
3
2
说明书的质量
说明书立论正确,论述充分,结论严谨合理,文字通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,图表完备,书写工整规范。
(4)当逗留人数超限时报警(比如800人);
1.3发挥部分
(1)当人次计数器达到9990-9999时,发出溢出报警信号:
(2)考虑有人经过A(或B)但没有继续前进又退出——即连续且只经过两次A(或B)的情况如何处理?
(3)其他。
2设计过程及论文的基本要求
2.1设计过程的基本要求
(1)基本部分必须完成,发挥部分可任选2个方向:
计数统计电路中分为进入人员计数器,外出人员计数器和逗留人员加减可逆计数器。所谓智能控制的关键是在于设计一个合适的CP脉冲在人员进入只驱动进人员计数器工作和逗留人员计数器加计数工作;在人员出去时只驱动出人员计数器工作和逗留人员计数器减计数工作。在此报告中采用两个JK触发器解决此问题,而JK触发器的信号输入端是由传感系统传入的信号进而工作。
0.3
5
4
3
2
评阅教师评审成绩
(加权分合计乘以8)

加权分合计
评阅教师签名:
年月日
课程设计总评成绩

中文摘要
时代在发展,人类在进步。随着电子技术的日新月异,各行业对电子学科人才的需求也越来越大。如今的电子技术已经在各个领域都得到了充分的利用,并且得到了人们的一致认可。如何为社会培养更多的具有创新能力、解决实际问题能力和高素质的电子学科人才,是目前高等教育的重要任务之一。为此,本学期我们专业开设了数字电子技术基础这门重要专业技术基础课。
本次课程设计的题目为电子门卫系统之进出人员计数器。此计数器主要是对进出、逗留在图书馆里人员数目进行时刻的智能统计并显示出来。当进入人员和逗留人员达到一定的数目时要求系统能自动报警。电路中分别包括光电传感系统、计数系统、报警系统。
光电传感系统由发光二极管、三极管、电阻构成。分别在门内外装有发光二极管,人员的走到可以控制二极管的亮暗,即可转化为电信号送入主电路中去,使整个系统开始工作。
讲解主要设计内容,学生根据任务书做出原始框图
点名
2
2011.6.14
检查框图及初步逻辑图完成情况,讲解及纠正错误
打分
3
2011.6.15
检查及改正逻辑图
打分
4
2011.6.16
讲解印刷电路板图绘制及报告书写
打分
5
2011.6.17
继续修正逻辑图,指导印刷电路板图绘制方法
打分
6
2011.6.20
继续修正印刷电路板图的绘制,讲解波形的仿真方法
2.3
由设计要求知设计出一个能测量出里面逗留人员人数的装置。因为要考虑到逗留人数,所以还需要可逆计数器,我选择了74LS192,它有2个输入端口,能分别实现加减法。这个电路就是当有人经过的时候就会有一个脉冲会给这个计数器提供一个高低电平的翻转,然后通过计数器的功能实现计数,再通过译码器传给显示器,实现十进制的计数功能。当然这个计数器分两种,一种是可加计数器,一种是可逆计数器。所需的显示器也是七段显示译码器7448,正好需要四个即可。
总体思路如上所述,详细的电路控制在下文有介绍,看似简单,但当真正付诸于实践画图时才发现其中的微小部分都需要我们仔细揣摩。
图3-1设计方框图
4
4.1
此电路是作为一个把人员进、出动作转为电信号的转换工具。采用的是光电耦的原理。正常状态下,发光二极管发光使光敏电阻阻值接近于零,输出端电压为高电位;当有人进或出使会经过传感器挡住二极管的发光,此时光Fra Baidu bibliotek电阻阻止就会接近于无穷大,这时输出端为低电位。下图为门外传感器A,门内传感器B。
图4-1传感器电路
4.2
CD
E
F
AB
图4-2识别脉冲发生电路
此电路是CP脉冲发生电路,其主体是两个JK触发器,S1、S2为触发器A、B的预置端,将S1、S2接到低电平时可将触发器预置为0,接到高电平时正常工作。RD1、RD2为触发器的异步置0端,当RD接到高电平时,起作用。其触发器1的J和触发器2的CP是由传感器A控制;触发器1的CP和触发器2的J是由传感器B控制。其A、B分别接在传感器A、B的输出端,常态下为高电平,C端接往进入人员计数器的CP端E端接往逗留人数可逆计数器的CPU端(即此时为加记数),C端接往出去人员计数器的CP端,F接往逗留人数可逆计数器的CPD端(即此时为减记数)。此电路不仅能实现基本要求2的功能还能同时达到发挥部分2的要求。现以人员顺序经过A、B时的波形分析来说明以上观点:
打分
7
2011.6.21
仿真各部分电路波形
打分
8
2011.6.22
继续仿真各部分电路波形
打分
9
2011.6.23
报告书写,布置答辩
打分
10
2011.6.24
答辩,收报告
打分
2011-06-01
沈阳工程学院
数字电子技术课程设计成绩评定表
系(部):信息工程系班级:通本091学生姓名:薄双录
指导教师评审意见
2.2
接下来要记录进来和出去的人的数量,这样就需要两个计数器A和B,来记录人数,又因为需要记录的人数从0-9999,所以可以用一个一万进制计数器来实现此功能,由所学知识,可以设计出一个一万进制计数器,有很多元件可以用来实现此功能,在这里我用的是计数器74160,因为一万进制可以用14位二进制数来表示,所以只要用四个74160计数器就可以实现一万进制计数器。具体实现方法是用一个非门将一个计数器的CEP与另一个计数器CET连接起来,这样就构成了聚四个计数器为一体的一万进制计数器。同样A和B两个计数器均可用这种方式实现。再由所做的发挥部分的要求知,当计数器达到9990-9999时,报警器会发出报警信号,指出计数器已经要达到溢出值。这里选用7448七段译码显示器作为显示装置来显示计数器中所记录的人数,,所以一万进制计数器只需要四个这样的译码显示器就可以实现显示功能。
⑵熟悉集成电路的使用方法。
1.2.2
⑴对通过门禁系统进出的人员数目进行计数显示,从0-9999;
⑵门禁系统里、外分别安装两个传感器(比如红外传感器)A、B,每当有人进入时将顺序经过A、B,每当有人出去时将顺序经过B、A,设计电路能够区分此人士进入还是出去;
⑶要求分别统计和显示进去的人员人次、出来的人员人次、里面还逗留的人员人数;
报警系统,电路中没有运用采用常见的555,而是巧妙的采用一个与非门、JK触发器、三极管和发光二极管来实现的。当进入人员和逗留人员分别超出一定的数目,此时二极管发光报警。
关键词光电传感系统,计数系统,报警系统
课程设计(论文)任务书
课程设计(论文)成绩评定表
1
1.1
1.2
1.2.1
⑴掌握进出人员计数器的构成、原理与设计方法;
电路的数字显示部分是由7448七段显示译码器和共阴极七段显示器构成的。七段显示译码器7448与七段显示器连接显示进出人员的人次,将计数器四位二进制的输出端与译码器的四位输入端连接,输出端分别驱动七段显示器的对应字段,在显示器与译码器之间的是保护电路的R=330欧姆电阻。7448是七段显示译码驱动器,其输入是BCD码输出是七段显示器的段码,真值表如表4.1所示。
沈阳工程学院
课程设计
设计题目:电子门卫系统之进出人员计数器
系别信息工程系班级通本091
学生姓名薄双录学号2009412118
指导教师曲延华/秦宏职称讲师/副教授
起止日期:2011年6月13日起——至2011年6月24日止
沈阳工程学院
课程设计任务书
课程设计题目:电子门卫系统之进出人员计数器
系别信息工程系班级通本091
0.5
5
4
3
2
指导教师评审成绩
(加权分合计乘以12)

加权分合计
指导教师签名:
年月日
评阅教师评审意见
评价
内容
具体要求
权重
评分
加权分
查阅
文献
查阅文献有一定广泛性;有综合归纳资料的能力
0.2
5
4
3
2
工作量
工作量饱满,难度适中。
0.5
5
4
3
2
说明书的质量
说明书立论正确,论述充分,结论严谨合理,文字通顺,技术用语准确,符号统一,编号齐全,图表完备,书写工整规范。
(2)熟悉集成电路的使用方法。
1.2基本要求
(1)对通过门禁系统进出的人员数目进行计数显示,从0-9999;
(2)门禁系统里、外分别安装两个传感器(比如红外传感器)A、B,每当有人进入时将顺序经过A、B,每当有人出去时将顺序经过B、A,设计电路能够区分此人士进入还是出去。
(3)要求分别统计和显示进去的人员人次、出来的人员人次、里面还逗留的人员人数。
(2)装订顺序:封面、任务书、成绩评审意见表、中文摘要、关键词、目录、正文(设计题目、设计任务、设计思路、设计框图、各部分电路及参数计算(重要)、工作过程分析、元器件清单、主要器件介绍)、小结、参考文献、附录(逻辑电路图与印刷电路板图)。
3时间进度安排
顺序
阶段日期
计划完成内容
备注
1
2011.6.13
2.1
首先由于设计题目知所设计的装置是一个电子门卫系统之进出人员计数器,该装置可以对通过门禁系统进出的人员数目进行计数显示,从0-9999;所以我们要考虑区别进去、出来、没完全进入又折回、没完全出去又折回的四种情况,所以此电路中要有2个传感器发出脉冲和2个触发器。而且它们是联合起作用的,将A触发器安装在门外,B触发器安装在门内。通过触发脉冲时间差来区分进入、出去以及没有完全进入又折回、没有完全出去又折回这四种情况。然后将人员的进出动作转化为电信号送入主电路中去。
2.4
最后为实现发挥部分“⑴当人次计数器达到9990-9999时,发出溢出报警信号;⑵考虑有人经过A(或B)但没有继续前进又退出——即连续且只经过两次A(或B)的情况如何处理?”的要求,在这里还应实现当人员顺序经过传感器A、B时应由传感器B发出控制进入人数计数器工作的CP脉冲;当人员顺序经过传感器B、A时应由传感器A发出控制进入人数计数器工作的CP脉冲;当进入人数计数器达到9990和逗留人数计数器达到800时应分别发出CP脉冲信号激活溢出报警电路和超限报警电路。
图4-3脉冲发生电路波形
从以上波形图可知当人在顺序经过A、B时,只有触发器1能发出有效CP波形,而触发器1正是进人员计数器和逗留人员加计数器的驱动,且此时若人员只是多次重复经过传感器A而未经过传感器B就不会有CP1,自然也就不回有Q1的输出波形,这就成功的解决了发挥部分2所提出的问题。
4.3
进门人次统计器与出门人次统计器的原理相同。它们分别是由4个74LS160十进制加法计数器级联组成四位十进制加法计数器。如图4-4所示,当CP输入一个高电平时74160计一次数直到加计数达到最大值(1001)时,进位端CO输出一个高电平,然后传给下一个74160作为CP输入信号。下一个74160计数器计一位数,后面的级联同理。
(2)符合设计要求的报告一份,其中包括逻辑电路图、印刷电路板图各一份;
(3)设计过程的资料、草稿要求保留并随设计报告一起上交;报告的电子档需在规定时间内在单独在网络教学平台上交。
2.2课程设计论文的基本要求
(1)参照毕业设计论文规范打印,文字中的小图需打印。项目齐全、不许涂改,不少于3000字。图纸为A3,附录中的大图可以手绘,所有插图不允许复印。
⑷当逗留人数超限时报警(比如800人)。
1.2.3
⑴当人次计数器达到9990-9999时,发出溢出报警信号;
⑵考虑有人经过A(或B)但没有继续前进又退出——即连续且只经过两次A(或B)的情况如何处理?
初次尝试电子技术数字设计,困难重重,经过大家的琢磨与商量,其次是到图书馆查阅相关资料,最终确定了此次课程设计的思路。
学生姓名薄双录学号2009412118
指导教师曲延华/秦宏职称讲师/副教授
课程设计进行地点:F座
任务下达时间:2011年6月01日
起止日期:2011年6月13日起——至2011年6月24日止
教研室主任曲延华2011年5月30日批准
电子门卫系统之进出人员计数器
1设计主要内容及要求
1.1设计目的
(1)掌握进出人员计数器的构成、原理与设计方法;
图4-4进出人员计数与显示电路
4.4
逗留人数计数器是由3个74LS192可逆计数器构成。74LS192可逆计数器是上升沿触发计数器。74LS192的CPU端与触发器的Q1非端相连,CPD端与Q2非端相连。常态下CPU和CPD为高电平,当有人经过时,Q1非为低电平,CPU与Q1非脉冲相同,在脉冲的上升沿处计加数一次,当有人出去时,Q2非输出低电平,在上升沿处做减计数一次。当人数达到800时发出报警信号。CO与CPU相连构成进位输入,BO与CPD相连构成借位输出,这样电路就可以实现可逆计数的功能。如图4-5所示。
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