密碼鎖數(shù)電課程設(shè)計(jì)

1、數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目：院 系：專 業(yè)：班 級(jí)：姓 名：同組人員：學(xué) 號(hào)：二0一一年 十二月 二十三日目錄設(shè)計(jì)目的3技術(shù)指標(biāo)3元器件清單3電路框圖4單元電路的設(shè)計(jì)5密碼驗(yàn)證模塊5計(jì)時(shí)模塊6鎖定輸出7邏輯組合模塊8總電路圖9問(wèn)題及解決9測(cè)試數(shù)據(jù)10心得體會(huì)12參考文獻(xiàn)13設(shè)計(jì)目的1、 鞏固和加深對(duì)電子電路基本知識(shí)的理解，提高綜合運(yùn)用本課程所學(xué)知識(shí)的能力。2、 培養(yǎng)根據(jù)設(shè)計(jì)需要選學(xué)參考書籍，查閱相關(guān)手冊(cè)、圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。3、 通過(guò)電路方案的分析、論證和比較，設(shè)計(jì)計(jì)算和選取元器件、電路組裝、調(diào)試和檢測(cè)等環(huán)節(jié)，初步掌握簡(jiǎn)單實(shí)用的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。4、 學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)

2、試和性能指標(biāo)的測(cè)試方法，提高動(dòng)手能力和進(jìn)行數(shù)字電子電路實(shí)驗(yàn)的基本技能。5、 隨著人們生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問(wèn)題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)造的簡(jiǎn)單，被撬的事件屢見不鮮，電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的親睞。技術(shù)指標(biāo)每把鎖都有其預(yù)先設(shè)定好的（六位二進(jìn)制數(shù)）密碼，該密碼可以修改。輸入密碼按確定鍵后，若密碼正確則鎖打開（此設(shè)計(jì)用發(fā)光二極管S表示鎖，鎖打開就是點(diǎn)亮發(fā)光二極管S），打開的持續(xù)時(shí)間Tx為按下確定鍵到松開后20秒（按住確定鍵不放的話S一直亮著）。若密碼不正確則電路發(fā)出報(bào)警信號(hào)（用放光二級(jí)管J和蜂鳴器表示，報(bào)警就是點(diǎn)亮放光二級(jí)管J，蜂鳴器

3、響起），警報(bào)持續(xù)時(shí)間也為Tx。任意輸入密碼而不按確定鍵的話電路不會(huì)有反應(yīng)。元器件清單名稱型號(hào)數(shù)量四/2輸入端與非門74LS001塊譯碼器74LS1381塊5555551塊同步D觸發(fā)器74LS1751塊發(fā)光二極管2個(gè)插針1排芯片插槽DIP141個(gè)芯片插槽DIP162個(gè)芯片插槽DIP81個(gè)萬(wàn)用板9cm*15cm1塊電阻2M1個(gè)電阻4702個(gè)電容10uf1個(gè)電容103(0.01uf)1個(gè)蜂鳴器1個(gè)按鈕1個(gè)撥動(dòng)開關(guān)單刀雙擲6個(gè)二極管1個(gè)電路框圖密碼驗(yàn)證模塊計(jì)時(shí)模塊開鎖信號(hào)報(bào)警信號(hào)密碼輸入確定輸入邏輯組合模塊修改密碼鎖住輸入單元電路的設(shè)計(jì)密碼驗(yàn)證模塊此模塊主要是用輸入鍵盤和74LS138實(shí)現(xiàn)，74LS1

4、38為3線-8線譯碼器,它的真值表如表1-1. 表1-1輸入輸出S1S2+S3A2 A1 A0Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y70XX X X1 1 1 1 1 1 1 1X1X X X1 1 1 1 1 1 1 1100 0 00 1 1 1 1 1 1 1100 0 11 0 1 1 1 1 1 1100 1 01 1 0 1 1 1 1 1100 1 11 1 1 0 1 1 1 1101 0 01 1 1 1 0 1 1 1101 0 11 1 1 1 1 0 1 1101 1 01 1 1 1 1 1 0 1101 1 11 1 1 1 1 1 1 0圖1-1由表1-1可

5、知每個(gè)輸出端為0時(shí)都有唯一的輸入碼，所以可以把S1 S2 S3 A2 A1 A0作為密碼輸入端，與輸入鍵盤相連,共有26=64種輸入情況。Y0Y7只需要選擇其中一端作為密碼驗(yàn)證信號(hào)輸出就行了。有8個(gè)選擇，也就是修改密碼時(shí)，只有8個(gè)不同的固定密碼可以選。電路連接圖如1-1. 密碼設(shè)定端至74LS175密碼和密碼選擇端對(duì)應(yīng)表如表1-2密碼設(shè)定端的連接密碼Y0100000Y1100001Y2100010Y3100011Y4100100Y5100101Y6100110Y7100111 表1-2計(jì)時(shí)模塊此模塊選用555電路單穩(wěn)態(tài)的一種變形。如圖2-1.至74LS175B圖2-1 按下確定開關(guān)將在時(shí)基電路

6、輸出端OUT（第3引腳）產(chǎn)生高電平，經(jīng)延時(shí)Tx后，輸出端OUT將保持低電平不變。(Tx1.1R1C1) 當(dāng)按鈕按下時(shí)C1儲(chǔ)存的電荷通過(guò)SW7泄放，2腳TR受低電平觸發(fā)，555置位，3腳輸出高電平。松開按鈕后，定時(shí)即開始，此時(shí)電源通過(guò)電阻R1向C1充電，使C1兩端電平不斷升高，當(dāng)升至2/3Vcc時(shí)，時(shí)基電路復(fù)位，定時(shí)結(jié)束，3腳輸出低電平。鎖定輸出此模塊用的是D觸發(fā)器74LS175.其電路連接如圖3-1AA來(lái)自555來(lái)自74HC138圖3-1該模塊是把密碼驗(yàn)證模塊送來(lái)的驗(yàn)證結(jié)果存住。在按下確定鍵時(shí)，555電路3腳產(chǎn)生的上升沿使觸發(fā)器做出反應(yīng)。如表3-1.輸入輸出CLKDQ001表3-11X保持邏輯

7、組合模塊此模塊的兩個(gè)輸入端是接鎖定模塊的輸出端A和計(jì)時(shí)模塊的輸出端B。兩個(gè)輸出端分別接開鎖指示燈S和報(bào)警指示燈J。它們的真值表如表4-1。A BS J0 01 10 10 11 01 11 11 0 表4-1所以S = A B J=A B由此可以選用74LS00.實(shí)現(xiàn)該模塊的邏輯功能A的非直接用74LS175的3引腳輸出。其連接圖如圖4-1.AAB 圖4-1總電路圖問(wèn)題及解決 設(shè)計(jì)該電路的最初方案是用51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是硬件電路簡(jiǎn)單，功能拓展方便。但該課程設(shè)計(jì)的要求是電路主要選用中規(guī)模TTL集成電路74系列（不能用專用集成電路）。所以放棄最初方案。 密碼驗(yàn)證模塊的最初設(shè)計(jì)方案是用邏輯門電路

8、實(shí)現(xiàn)，但其缺點(diǎn)是電路連接復(fù)雜。還有一種普遍的方案是用數(shù)據(jù)比較器74LS85，其優(yōu)點(diǎn)是可以設(shè)置16種密碼但只用一片的話只有4位密碼輸入。使用譯碼器74LS138可使電路連接簡(jiǎn)單得多，也可以有6位密碼輸入。 開始時(shí)設(shè)計(jì)存在一個(gè)缺點(diǎn)，就是在按確定鍵后到計(jì)時(shí)結(jié)束這段時(shí)間內(nèi)鍵盤密碼的輸入是有效。即在第一次按錯(cuò)密碼而警報(bào)響起時(shí)馬上輸入正確密碼，則警報(bào)停，開鎖信號(hào)燈亮。其波形圖如圖5-1.（S, J為低電平時(shí)才能點(diǎn)亮LED燈）BASJtttt圖5-1Tx經(jīng)過(guò)思索應(yīng)該引進(jìn)鎖存器，翻閱資料好，發(fā)現(xiàn)D觸發(fā)器74LS175可以解決該問(wèn)題，于是增加了74LS175。但還有個(gè)缺點(diǎn)，就是給電路上電時(shí)，前22秒是會(huì)給555

9、電路的C1充電，3引腳在這段時(shí)間是高電平，而74LS175輸出的是低電平，有表4-1可知S亮，既鎖會(huì)打開。為解決這個(gè)缺點(diǎn)，可以增加個(gè)二極管。實(shí)物演示初始狀態(tài)，此時(shí)警報(bào)燈和開鎖燈都滅，蜂鳴器不響出入錯(cuò)誤密碼 （100000），此時(shí)警報(bào)燈亮，開鎖燈滅，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)聲響輸入正確密碼 （100111），此時(shí)警報(bào)燈滅，開鎖燈亮，蜂鳴器不響心得體會(huì)以上為所設(shè)計(jì)的電子密碼鎖，這是我跟同組人員經(jīng)過(guò)多次修改，多次連接電路而做好的一個(gè)課程設(shè)計(jì)。要完成一個(gè)完整的課程設(shè)計(jì)，確實(shí)不像其他作業(yè)那么容易輕松，它是需要你對(duì)課本有一個(gè)扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)，又需要你的邏輯思維能力和動(dòng)手能力。在做這個(gè)課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我重新溫習(xí)了這學(xué)期數(shù)電課本的知識(shí)，查閱了相關(guān)的一些