數(shù)字電子鎖電子課程設(shè)計(jì)

1、湖南文理學(xué)院電子技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì)專業(yè)班級： 電信0901 學(xué)生姓名：學(xué)生學(xué)號：指導(dǎo)教師：設(shè)計(jì)時間：2011.6.13 -2011.6.24 4位代碼數(shù)字鎖一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求任務(wù)與要求：設(shè)計(jì)一個保險箱用4位代碼數(shù)字鎖，如果輸入代碼與設(shè)定的代碼（1101）相同，則保險箱被打開，綠色指示燈亮，錯誤則紅色指示燈亮并發(fā)出聲音報警。二、方案設(shè)計(jì)與論證設(shè)計(jì)思路：1、該題的主要任務(wù)是產(chǎn)生一個開鎖信號，而開鎖信號的形成條件是輸入代碼和密碼相同。 2、在產(chǎn)生開鎖信號后，要求輸出聲、光信號，聲音的產(chǎn)生由開鎖信號觸動揚(yáng)聲器工作，光信號由開鎖信號點(diǎn)亮LED指示燈。方案一、由四個單刀雙擲開關(guān)構(gòu)成密碼開關(guān)，用戶可以通過控制

2、開關(guān)來控制A、B、C、D四個輸入端的電平的高低，進(jìn)而控制輸出電平的高低以及報警信號的工作，當(dāng)輸入端與設(shè)置端密碼相同時，則輸出為高電平，二極管亮（綠燈），否則輸出為低電平，并且發(fā)出報警，即蜂鳴器發(fā)出響聲，二極管亮（紅燈），至此完成本方案的設(shè)計(jì)。原理框圖如下：方案二、用兩片八位鎖存器，一片輸入密碼，另一片輸入開鎖的代碼，通過比較的方法判斷若兩者相等，則形成開鎖信號。在產(chǎn)生開鎖信號后，要求輸出聲、光信號，其中音響的產(chǎn)生可以由開鎖信號去觸發(fā)音響電路。其中的光信號可以用開鎖信號點(diǎn)亮LED指示燈（綠燈）。用按鈕開關(guān)的第一個動作信號觸發(fā)一個作5s定時的定時器，若在5s內(nèi)無開鎖信號的產(chǎn)生，則讓揚(yáng)聲器產(chǎn)生一種特

3、殊的音響，以示警告，并輸出一信號使LED指示燈亮（紅燈）。原理框圖如下：三、單元電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算對于第一個邏輯表達(dá)工式或邏輯電路，其真值表可以是惟一的，但其對應(yīng)的邏輯電路或邏輯表達(dá)式可能有多種實(shí)現(xiàn)形式，所以，一個特定的邏輯問題，其對應(yīng)的真值表是惟一的，但實(shí)現(xiàn)它的邏輯電路是多種多樣的。在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中，如果由于某些原因無法獲得某些門電路，可以通過變換邏輯表達(dá)式變電路，從而能使用其他器件來代替該器件。同時，為了使邏輯電路的設(shè)計(jì)更簡潔，通過各方法對邏輯表達(dá)式進(jìn)行化簡是必要的。組合電路可用一組邏輯表達(dá)式來描述。設(shè)計(jì)組合電路直就是實(shí)現(xiàn)邏輯表達(dá)式。要求在滿足邏輯功能和技術(shù)要求基礎(chǔ)上，力求使電路簡單、經(jīng)濟(jì)

4、、可靠、實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)的途徑是多種多樣的，可采用基本門電路，也可采用中、大規(guī)模集成電路。A、B、C、D為四個輸入端，Z為輸出端。1）真值表A0000000011111111B0000111100001111C0011001100110011D0101010101010101Z00000000000001002）卡諾圖：00000000010000003）得出邏輯表達(dá)式：4)畫出邏輯電路圖如下：四、仿真過程與仿真結(jié)果仿真步驟：（1）雙擊打開EWB軟件，點(diǎn)擊文件-New （2）添加元器件到EWB工作白板中，要用到與非門，發(fā)光二極管，蜂鳴器，NPN型三極管等，單擊Source,Basic,Diod

5、es,Logic Gates， Digital ICs添加74LS00與非門集成芯片，如下圖：（4）按照原理圖進(jìn)行連線，得到仿真圖：仿真結(jié)果：由上圖可看出，當(dāng)輸入密碼為1101時，綠色發(fā)光二極管亮。得到的結(jié)果與設(shè)計(jì)要求一模一樣。輸入錯誤密碼時，得到仿真結(jié)果如下：由此圖也可看出，當(dāng)輸入密碼不相同時，紅色發(fā)光二極管亮，蜂鳴器也有報警響聲，與設(shè)計(jì)要求相同，說明設(shè)計(jì)的電路是正確的。五、總原理圖及元器件清單1、總原理圖2、元件清單元件序號名稱主要參數(shù)數(shù)量備注1與非門74LS0022三極管S901423電阻21K4單刀雙擲開關(guān)45發(fā)光二極管2紅綠各一個6蜂鳴器174LS00是一個4個二輸入與非門芯片。蜂鳴

6、器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，當(dāng)蜂鳴器獲得足夠大的電流后發(fā)聲，蜂鳴器中沒有電流流過是不發(fā)聲。六、安裝與調(diào)試進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，我們根據(jù)前一周分析的電路原理圖和電路元器件，在萬用板上進(jìn)行了布線和焊接。在最終的調(diào)試下，結(jié)果如下圖：圖中為輸入錯誤的密碼時，紅色發(fā)光二極管亮，同時蜂鳴器發(fā)出報警聲。七、性能測試與分析經(jīng)過在萬用板上的安裝與調(diào)試，效果能達(dá)到實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求：輸入代碼與設(shè)定的代碼（1101）相同，則保險箱被打開，綠色LED指示燈亮，錯誤則紅色LED指示燈亮，蜂鳴器發(fā)出聲音報警。八、結(jié)論與心得以上為我們所設(shè)計(jì)的電子密碼鎖電路，它經(jīng)過多次修改和整理，以是一個比較不錯的設(shè)計(jì)，可以滿足人們的基本要求，但因

7、為水平有限，此電路中也存在一定的問題，譬如說電路的密碼不能遺忘，一旦遺忘，就很難打開，這可以通過增加電路解決，但過于復(fù)雜，本次設(shè)計(jì)未其中；電路密碼只有16種可供修改，但由于他人不知道密碼的位數(shù)，而且還要求在規(guī)定的時間內(nèi)按一定的順序開鎖，所以他人開鎖的幾率很小；電路中未加顯示電路，但可通過其它數(shù)字模塊實(shí)現(xiàn)這一功能。這二周學(xué)習(xí)，我感覺有很大的收獲：首先，通過學(xué)習(xí)使自己對課本上的知識可以應(yīng)用于實(shí)際，使的理論與實(shí)際相結(jié)合，加深自己對課本知識的更好理解，同時實(shí)習(xí)也段練了我個人的動手能力：能夠充分利用圖書館去查閱資料，增加了許多課本以外的知識。能對EWB、protel 99se等仿真軟件操作，能達(dá)到學(xué)以致

8、用。通過對各元器件的引腳功能、真值表的分析、并設(shè)計(jì)其原理圖，且利用電子電路計(jì)算機(jī)進(jìn)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(jìn)一步提高，帶動了學(xué)習(xí)的積極性。通過學(xué)習(xí)使自己對課本上的知識能夠應(yīng)用于實(shí)際，使得理論與實(shí)際相結(jié)合，加深了對課本上知識的理解，課程設(shè)計(jì)也鍛煉了我個人的動手能力。 這次課程設(shè)計(jì)不僅檢驗(yàn)了我過去一年所學(xué)習(xí)的電子課程知識，也大大鍛煉了我的能力。課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不可少的過程，這次課程設(shè)計(jì)中不僅僅檢驗(yàn)了我所學(xué)的知識，也培養(yǎng)了我們?nèi)绾稳グ盐找患?，如何去完成一件事，和搭檔的過程中，和同學(xué)相互分工合作，相互探討。我覺得做課程設(shè)計(jì)的同時也是對課本知識的鞏固和加強(qiáng)，平時課間所學(xué)的知識不能很好的理解和運(yùn)用，這次課程設(shè)計(jì)中，我們了解了很多元器件的功能，并能對于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識和理解。此次課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多平時學(xué)不到的內(nèi)容，比如，獨(dú)立思考解決問題，與人合作共同提高，都受益匪淺，今后的制作應(yīng)該更加輕松，更加的容易自己解決完善。九、參考文獻(xiàn)1康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）.北京：高等教育出版社:20062張慶雙.實(shí)用電子電路200例M.