電子密碼鎖課程設(shè)計(jì)(共11頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上東華理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱： 脈沖與數(shù)字電路 系 部： 通信工程系 專業(yè)班級： 小組成員： 個(gè)人 指導(dǎo)教師： 鄧伶莉 完成時(shí)間： 2016.03.06 報(bào)告成績： 評閱教師 鄧伶莉 日期 電子密碼鎖課程設(shè)計(jì)報(bào)告一. 設(shè)計(jì)要求1） 基本要求： 設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字密碼鎖，要求只有按正確的順序，輸入正確的密碼，方能輸出開鎖信號，實(shí)現(xiàn)開鎖。 設(shè)置三個(gè)正確的密碼鍵和若干個(gè)偽鍵，任何偽鍵按下后，密碼鎖都無法打開。 每次只能接受四次按鍵信號，而且第四個(gè)鍵只能是“確定”或者“重輸鍵”，其他無效。 能顯示已輸入鍵的個(gè)數(shù) 2） 擴(kuò)展要求： 第一次密碼輸錯(cuò)后，可以輸入第二次，但是連續(xù)三次輸

2、錯(cuò)，密碼將被鎖，必須按復(fù)位鍵才能解鎖。 二. 設(shè)計(jì)的作用、目的課程設(shè)計(jì)的基本任務(wù)，是著重提高動(dòng)手能力及在字集成電路應(yīng)用方面的實(shí)踐技能，培養(yǎng)綜合運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力。各組人員可分別通過設(shè)計(jì)圖紙，上網(wǎng)查找資料以及撰寫報(bào)告這幾個(gè)過程來鍛煉邏輯思維能力及實(shí)際動(dòng)手能力。從實(shí)際操作中學(xué)習(xí)知識，思考存在的問題以及解決問題。讓我認(rèn)識到數(shù)電中一些基本的的元器件的功能及其使用，如一些簡單的與非門異或門，計(jì)數(shù)器，移位寄存器，數(shù)值比較器和開關(guān)的使用方法及實(shí)現(xiàn)指定要求的電子密碼鎖。 綜合運(yùn)用所學(xué)過的脈沖與數(shù)字電路課程知識，進(jìn)行有一點(diǎn)工作量的數(shù)字電路綜合設(shè)計(jì)，掌握電路原理分析，電路設(shè)計(jì)，電路板制作，電路焊接與電

3、路調(diào)試能力。 三. 設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)1 系統(tǒng)概述由設(shè)計(jì)要求可知，電子密碼鎖結(jié)構(gòu)必須包括密碼設(shè)置及輸入部分，顯示部分，輸入密碼與初始密碼比較部分，即解鎖部分，一些相應(yīng)的功能鍵，如密碼重置鍵，密碼重輸鍵，密碼確認(rèn)鍵，復(fù)位鍵等，和擴(kuò)展要求部分。（電路圖詳見圖1.1,1.2）密碼設(shè)置及輸入部分，即輸入密碼所需的按鍵模塊和將按鍵編碼的編碼器，同時(shí)需要將編碼器的編碼存儲，即需要個(gè)存儲器，存儲器包括兩個(gè)，一個(gè)是設(shè)置初始密碼的存儲器，另一個(gè)是解鎖輸入密碼的存儲器。我采用的是按鈕作為密碼按鍵，兩個(gè)或門組成的3-2線編碼器，和課本上的雙向移位寄存器。顯示部分，同時(shí)需要能顯示已輸入鍵的個(gè)數(shù)，則需要一個(gè)計(jì)數(shù)器，我采用的

4、是按鈕作為開關(guān)，將開關(guān)的一端連到計(jì)數(shù)器的CLK端口，按一下密碼鍵則會產(chǎn)生一個(gè)脈沖，計(jì)數(shù)器就會計(jì)數(shù)，再將計(jì)數(shù)器的相應(yīng)端口連到七段數(shù)碼管，則能實(shí)現(xiàn)。解鎖部分，而且要求只有按正確的順序，輸入正確的密碼，方能輸出開鎖信號，實(shí)現(xiàn)開鎖，則需要一個(gè)數(shù)值比較器，將初始密碼和輸入密碼比較，得到輸出結(jié)果，作為此密碼鎖的開關(guān)。擴(kuò)展要求部分，則同樣需要一個(gè)計(jì)數(shù)器，將該計(jì)數(shù)器的CLK連到重輸密碼鍵的開關(guān)，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)到4時(shí)，利用計(jì)數(shù)器的相應(yīng)輸出端口來控制密碼輸入按鍵的工作，實(shí)現(xiàn)鎖住密碼鎖的功能，并且可以設(shè)置一個(gè)復(fù)位鍵來解鎖?；疽蟛糠挚傆[ 圖1.1擴(kuò)展要求部分圖 1.22 電路設(shè)計(jì)與分析 1）.密碼設(shè)置與輸入部分 密碼

5、設(shè)置則需要按鍵來實(shí)現(xiàn)密碼輸入功能，為了其它的功能的順利實(shí)現(xiàn)，采用如下圖2.1所示的按鈕開關(guān)。 圖2.1設(shè)置初始密碼時(shí)，按下如圖2.2的按鈕則會產(chǎn)生高電平，使得由兩個(gè)或門的組成的3-2線編碼器編碼，并且將編成的兩位二進(jìn)制碼Y1Y2存入存儲器中。3-2編碼器模塊 圖2.2ASDY1Y2100010101000111表2.1 3-2線編碼器真值表編碼器邏輯表達(dá)式Y(jié)1=S+DY2=A+D 如圖2.3所示，三次按鍵后則需要存儲6位二進(jìn)制數(shù)，我采用的是兩片74LS194D芯片（雙向4位移位寄存器），將一個(gè)按鍵產(chǎn)生的兩位二進(jìn)制碼分別存入對應(yīng)高位和低位存儲器中，把Y1Y2分別接到對應(yīng)的高位和低位密碼移位存儲器

6、（74LS194D）上，同時(shí)兩個(gè)寄存器的CLK接到了按鈕上，則輸入密碼時(shí)按下按紐，編碼器則會按照上表2.1編碼瞬間產(chǎn)生一個(gè)兩位二進(jìn)制碼并將其存入的兩個(gè)存儲器的QD，同時(shí)會產(chǎn)生一個(gè)脈沖，按三下按鈕后則會寄存器會把3個(gè)兩位二進(jìn)制碼，即6位二進(jìn)制碼分別存入QBQCQD中，而在要求需要接受四次按鍵信號，而我的設(shè)計(jì)將第四次按鍵設(shè)置為任意鍵，即輸入三次后按下任意一個(gè)密碼鍵，即為確認(rèn)鍵，則需存儲的3個(gè)兩位二進(jìn)制碼存在QAQBQC中，同時(shí)該存儲器接收到第四次按鍵信號后，需將其存儲的密碼保持。根據(jù)芯片74LS194D功能表（見數(shù)電課本p276）已知S1=0,S0=0時(shí)保持，S1=1，S0=0時(shí)左移，則可以通過如

7、下圖所示的密碼存儲控制A雙輸入或非門（74LS02）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。 易知編碼器對按鈕的編碼有3種01，10，11，接收到四次按鍵信號后通過兩個(gè)移位寄存器的QA狀態(tài)的變化，實(shí)現(xiàn)接受四次信號后QA會從00變成01，10,11,據(jù)此則可以采用將如圖2.3的密碼存儲控制模塊的輸出端分別接到存儲器的S1端口，則可以實(shí)現(xiàn)了在接受了四次按鍵信號后能將設(shè)置的初始密碼保持下來要求，同時(shí)該芯片還具有異步置0端口CLR，據(jù)此可以設(shè)置一個(gè)如圖所示的密碼重置鍵。（詳細(xì)電路連接見圖1.1）初始密碼存儲器模塊 圖2.3輸入密碼存儲器，同樣采用兩片74LS194D芯片，該模塊的功能應(yīng)該是，設(shè)置好了初始密碼后，此時(shí)兩片74LS

8、194D芯片才能開始存儲輸入密碼按鍵產(chǎn)生的編碼，則需要通過通過如圖2.4的所示的密碼輸入控制模塊?？芍?，輸入密碼存儲器開始存儲時(shí)，需要保證初始密碼存儲后，之前設(shè)置的初始密碼的時(shí)間內(nèi)，各個(gè)輸出端口保持0狀態(tài)，并且開始輸入密碼存儲時(shí)，存儲完3位密碼后，按下任意鍵后，則野需要保持。據(jù)此，可以利用如圖所示的密碼輸入控制模塊來自動(dòng)控制輸入密碼存儲器的存儲功能，CLK端口連接與初始密碼存儲器相同，這兩塊芯片的S1端口連接到，初始密碼存儲器的芯片S1端口的反相后與輸入密碼存儲器的模塊的密碼存儲控制的異或后的輸出端口上，即能實(shí)現(xiàn)正常的存儲功能了，同時(shí)也能利用CLR做一個(gè)密碼重輸鍵。輸入密碼存儲器模塊 圖2.4

9、2） .顯示部分實(shí)現(xiàn)顯示已輸入鍵的個(gè)數(shù)，則需要一個(gè)計(jì)數(shù)器和一個(gè)7段數(shù)碼管，如下圖，計(jì)數(shù)器的CLK端口接到3輸入或非門的輸出端上，按下一個(gè)按紐鍵就會產(chǎn)生一個(gè)脈沖，則把16進(jìn)制計(jì)數(shù)器初始值設(shè)為0000，則按一下按紐即可以計(jì)一個(gè)數(shù)，異步置0端口CLR通過連到QC的反門上，實(shí)現(xiàn)了4進(jìn)制計(jì)數(shù)器，對應(yīng)引腳連到數(shù)碼管上即能顯示已輸入鍵的個(gè)數(shù)。顯示模塊 圖2.53） .解鎖部分將兩個(gè)存儲器的存儲的6個(gè)二進(jìn)制數(shù)分別接到數(shù)值比較器上。因?yàn)橛?位數(shù)，則采用兩片74LS85N四位比較器芯片，將6位二進(jìn)制數(shù)分別對應(yīng)接到比較器的輸入端口上，將A=B的輸出端口通過一個(gè)密碼驗(yàn)證鍵接到一個(gè)指示燈上，按下密碼驗(yàn)證燈，指示燈亮則說

10、明密碼輸入正確，否則錯(cuò)誤，則需要按密碼重輸鍵再次輸入才能解鎖。解鎖模塊 圖2.64） .擴(kuò)展要求部分根據(jù)4位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的功能表可知，按如圖所示的連接方式，分別把相應(yīng)的線路連接至總覽圖的對應(yīng)引腳，則可實(shí)現(xiàn)3次輸錯(cuò)密碼，密碼鎖就會鎖住，按下復(fù)位鍵才能重新輸入密碼（由于線路過于雜亂只能將擴(kuò)展要求部分電路圖單獨(dú)列出） 四心得體會及建議首先掌握了一些基本元器件，比如簡單的與，或，非門，計(jì)數(shù)器，編碼器，七段數(shù)碼管，數(shù)值比較器，移位寄存器的功能及其綜合使用方法。課程設(shè)計(jì)的前幾天我在實(shí)驗(yàn)室無所事事，對我的課程設(shè)計(jì)題目完全不知如何下手，前5天不知所措，星期6在寢室里和舍友討論了思路后，自己花了整整一天的時(shí)間，

11、終于得到符合要求的電路。通過這件事，讓我懂得做任何事，都要用心去做，才能獲得自己滿意的結(jié)果。五附錄數(shù)量描述參考標(biāo)識6SWITCH, PB_DPSTJ2, J3, J1, 密碼重輸鍵, 密碼重置鍵, 密碼驗(yàn)證確認(rèn)鍵174STD, 74161N4進(jìn)制計(jì)數(shù)器174STD, 7427NU19374STD, 7432N編碼器Y1, 編碼器Y2, 密碼存儲控制1474LS_IC, 74LS194D低位密碼移位存儲器, 高位密碼移位存儲器, 輸入存儲器高位, 輸入存儲器低位174LS, 74LS02D密碼存儲控制1SWITCH, SPST程序開始鍵174LS, 74LS04DU6174STD, 74136N

12、輸入密碼存儲控制274LS, 74LS85N比較器, 比較器1174LS, 74LS04N計(jì)數(shù)器置0控制端2DCD_HEX_DIG_GREEN七段數(shù)碼管六參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)的格式如下：1 閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ).第五版.北京:高等教育出版社,2005.專心-專注-專業(yè)東華理工大學(xué)信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)評分表學(xué)生姓名： 班級： 學(xué)號：課程設(shè)計(jì)題目：項(xiàng)目內(nèi)容滿分實(shí) 評選題能結(jié)合所學(xué)課程知識、有一定的能力訓(xùn)練。符合選題要求（5人一題）10工作量適中，難易度合理10能力水平能熟練應(yīng)用所學(xué)知識，有一定查閱文獻(xiàn)及運(yùn)用文獻(xiàn)資料能力10理論依據(jù)充分，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，公式推導(dǎo)正確10能應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行編程、資料搜集錄入、加工、排版、制圖等10能體現(xiàn)創(chuàng)造性思維，