數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計——趙海川副本

1、滄州師范學(xué)院數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計報告書設(shè)計題目_數(shù)字密碼鎖課程設(shè)計_院 系_機電工程系_專 業(yè)_電氣工程及其自動化_班 級_13-2 _姓 名_趙海川_ 學(xué) 號_14_指導(dǎo)老師_王炳章_ 2015年6月目錄目錄1任務(wù)書2一、設(shè)計目的3二、設(shè)計要求3三、總體方案3四、單元設(shè)計4五、總電路圖9六、調(diào)試運行9七、心得體會9八、參考文獻92012級電氣工程及其自動化專業(yè)課程設(shè)計任務(wù)書（題目八）系（部）： 機電工程系 專業(yè)： 電氣工程及其自動化學(xué)生姓名趙海川同 組 者史專指導(dǎo)教師王炳章題目名稱數(shù)字密碼鎖課程設(shè)計設(shè)計要求及設(shè)計參數(shù)1：設(shè)計一個密碼鎖的控制電路，當(dāng)輸入正確代碼時，輸出開鎖信號以推動執(zhí)行機構(gòu)工

2、作，用紅燈亮,綠燈熄滅表示關(guān)鎖；用綠燈亮，紅燈熄滅表示開鎖餓2：在鎖的控制電路中設(shè)計一個可以修改的4位，當(dāng)開鎖按鈕開關(guān)（可設(shè)置成6位至8位，其中有效位4位，其余位為虛位）的輸入代碼等于存儲代碼時，開鎖。3：從第一個按鈕出動后的10秒內(nèi)若未將鎖打開，則電路自動復(fù)位并進入自鎖狀態(tài)，使之無法再打開，并由揚聲器發(fā)出持續(xù)20秒的報警信號。設(shè)計工作量一周：1、查找資料，根據(jù)要求的格式并結(jié)合所查資料寫出理論設(shè)計方案的全過程，實驗操作的步驟、數(shù)據(jù)以及結(jié)論。 2、學(xué)習(xí)使用MultiSim9軟件，利用MultiSim9畫出原理圖并進行仿真。 進度安排起止日期工作內(nèi)容備注6月27日-6月28日查找關(guān)于數(shù)字密碼鎖的相

3、關(guān)資料6月28日-6月29日在MultiSim9軟件上初步設(shè)計6月29日-6月30日設(shè)計初步完成運行并整改6月30日-7月1日調(diào)試并運行7月1日形成設(shè)計報告主要參考資料1、康華光。電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版）2、楊欣、王玉鳳、劉湘黔。電路設(shè)計與仿真基于Multisim9與protel993、標(biāo)準(zhǔn)集成電路數(shù)據(jù)手冊TTL電路指導(dǎo)教師簽名 年 月 日系（部）主管領(lǐng)導(dǎo)意見年 月 日答辯評委老師 年 月 日教研室意見年 月 日一、設(shè)計目的數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計是一門獨立設(shè)課、有獨立學(xué)分的實踐性課程，同“數(shù)字電子技術(shù)”理論講授課程有密不可分的關(guān)系，起著相輔相成的作用，也是在“數(shù)字電子技術(shù)實驗”課的基礎(chǔ)上，

4、進一步深化的實踐環(huán)節(jié)。其主要目的是通過本課程，培養(yǎng)、啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，進一步理解數(shù)字系統(tǒng)的概念，掌握小型數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計方法，掌握小型數(shù)字系統(tǒng)的組裝和調(diào)試技術(shù)，掌握查閱有關(guān)資料的技能。基本任務(wù)是設(shè)計一個小型數(shù)字電子系統(tǒng)。二、設(shè)計要求1：設(shè)計一個密碼鎖的控制電路，當(dāng)輸入正確代碼時，輸出開鎖信號以推動執(zhí)行機構(gòu)工作，用紅燈亮,綠燈熄滅表示關(guān)鎖；用綠燈亮，紅燈熄滅表示開鎖餓2：在鎖的控制電路中設(shè)計一個可以修改的4位，當(dāng)開鎖按鈕開關(guān)（可設(shè)置成6位至8位，其中有效位4位，其余位為虛位）的輸入代碼等于存儲代碼時，開鎖。3：從第一個按鈕出動后的10秒內(nèi)若未將鎖打開，則電路自動復(fù)位并進入自鎖狀態(tài)，使之無法再打

5、開，并由揚聲器發(fā)出持續(xù)20秒的報警信號。三、設(shè)計方案1：數(shù)字密碼鎖控制電路的設(shè)計，可以理解為你是數(shù)字信號的處理和控制，即信號的輸入，存儲，對比，分析，檢測，反饋，輸出。電子密碼鎖的控制電路中儲存一個可以修改的4位代碼。當(dāng)開鎖按鈕開關(guān)的輸入代碼等于儲存代碼時，發(fā)出開鎖信號(用燈X2亮表示報警)。電子密碼共分為兩個輸入?yún)^(qū)：密碼輸入?yún)^(qū)和密碼修改區(qū)。密碼輸入?yún)^(qū)有4個密碼按鍵。如果輸入密碼的時間超過10秒，電路將鎖定鍵盤并報警，防止他人非法操作。密碼修改區(qū)，有4個按鍵作為更改鍵，可通過數(shù)字1、2、3、4來控制。根據(jù)功能要求，繪制出如圖所示的原理框圖。在鍵盤輸入限時電路中，紅燈亮表示鎖死。在報警電路中，用

6、蜂鳴器報警20s表示20秒內(nèi)沒有解鎖，20s后用紅燈亮，而蜂鳴器報警結(jié)束表示電路進入自鎖狀態(tài)。2、根據(jù)此要求，繪制出如下的原理框圖。圖1 數(shù)字密碼鎖的原理圖四、單元電路的設(shè)計1、輸入控制電路74LS85D引腳圖 74LS85D芯片圖四位數(shù)值比較器74LS85D的功能表2 密碼檢測與修改電路2、開始時可以在電路中的key=8，key=7，key=6，key=5鍵設(shè)置起始開鎖密碼，或者在鍵盤上按數(shù)字8,7,6,5也可以實現(xiàn)。在key=4，key=3，key=2，key=1鍵進行輸入密碼并與儲存密碼比較，key=9為確定鍵，當(dāng)開關(guān)接上面時，電路進入工作狀態(tài)，當(dāng)開關(guān)接下面時，電路進入復(fù)位狀態(tài)。只有在1

7、0s內(nèi)輸入密碼與設(shè)置密碼相同時，鎖才打開（在總原理圖中此時X2綠燈亮），如下圖a所示。若有一個密碼不同且時間超過10s時，電路則會進入報警與鎖死狀態(tài)（在總原理圖中為蜂鳴器發(fā)出響聲，X2紅燈同時亮）。如果想換密碼也很容易，只要將電路中的密碼修改區(qū)中的幾個開關(guān)變換一下就可以了。當(dāng)輸入密碼與原密碼相同時，74LS85D的5、7端輸出低電平而6端輸出高電平使報警狀態(tài)鎖死，故X1輸出位高電平綠燈亮74LS04D芯片圖及功能74LS32D芯片圖及功能2、 鍵盤輸入限時電路74LS192D引腳圖 74LLS192芯片圖 74LS192D功能表限時電路當(dāng)密碼輸錯時，此時的5、7端其中一端是高電平，而另一端為低

8、電平，故此時的綠燈被鎖死為低電平，如果輸入密碼的時間超過10秒（一般而言用戶不會超過10秒），由于計時電路第一片的74LS192會在10秒后其進位輸出端輸出低電平而后的時間里會回到高電平，由于其輸出端接到第二片的時鐘脈沖上，故此過程讓第二片計數(shù)，使第二片得輸出端Qa變成高電平，此時(Qa+Qb) (Q5+Q7)為高電平使藍(lán)燈亮，同時由于Qa由低電平變?yōu)楦唠娖绞沟诙?4LS74D的脈沖沿觸發(fā)使其的輸出端信號由低電平變?yōu)楦唠娖绞荴2（紅燈亮），此時電路為報警狀態(tài)，防止他人非法操作，電路將對鎖發(fā)送鎖死信號并讓報警器開始持續(xù)20s的報警。當(dāng)20秒后第二片74LS192D的輸出Qa、Qb同時為高電平時

9、使第一片74LS74D的脈沖信號輸入端由低電平變?yōu)楦唠娖绞褂|發(fā)器觸發(fā)，其輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖剑浞聪蜉敵龆诵盘栠B到兩片74LS192D的置零端，使Qa、Qb為零，蜂鳴器停止工作，X2（紅燈）鎖死，持續(xù)亮。3、 鎖定與解鎖電路解鎖電路 74LS74D引腳圖 74LS74D芯片圖74LS74D功能表 在輸入密碼與設(shè)置密碼不同并超出10s時，電子密碼鎖關(guān)鎖，紅燈亮。并開始報警，此時電路進入鎖死狀態(tài)，在20秒后報警結(jié)束，但電路一直保持鎖死狀態(tài)（X2持續(xù)亮），當(dāng)將key=9鍵接到低電平時，使兩片74LS74D置零，此時紅燈熄滅注：1. 第一次密碼正確，開鎖。2. 第二次密碼正確，開鎖，錯誤次數(shù)清零。

10、3. 第三次密碼正確，開鎖，錯誤次數(shù)清零。4. 按下四次密碼鍵（包括偽鍵），無效，清零。5. 三次密碼不正確報警，復(fù)位鍵按下，報警停止。五、總電路圖六、調(diào)試運行1開始接線前，檢查所有的電源，開關(guān)，面包板，燈泡等電路板上的額定器件。特別是面包板與芯片是否接觸良好。2接線時，接好一部分線路就檢查一遍。七、心得體會為期一周的課程設(shè)計已經(jīng)結(jié)束了，通過這次課程設(shè)計，確實讓我們學(xué)到了很多知識。本次課程設(shè)計主要是配合模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)理論課程，對所學(xué)的知識系統(tǒng)的整理學(xué)習(xí)，鞏固了所學(xué)知識，對培養(yǎng)電路設(shè)計能力、提高實驗技術(shù)，深化理論理解起到了非常好的效果。通過對各元件的引腳功能、真值表的分析、并設(shè)計其原理圖，且利用電子電路計算機進行仿真使得學(xué)習(xí)研究電子技術(shù)變得更加簡單、直觀，學(xué)習(xí)效果進一步提高，帶動了學(xué)習(xí)的積極性。在設(shè)計過程中，我感受到了老師對學(xué)生那種誨人不倦的精神，每天的固定時間，老師都來給我們指導(dǎo)，使我們少走彎路，順利完成學(xué)習(xí)任務(wù)。請允許我向你們致以崇高的敬意，感謝你，老師