密碼鎖數(shù)電課程設計

1、數(shù)字電子技術基礎課程設計報告設計題目：院 系：專 業(yè)：班 級：姓 名：同組人員：學 號：二0一一年 十二月 二十三日目錄設計目的3技術指標3元器件清單3電路框圖4單元電路的設計5密碼驗證模塊5計時模塊6鎖定輸出7邏輯組合模塊8總電路圖9問題及解決9測試數(shù)據(jù)10心得體會12參考文獻13設計目的1、 鞏固和加深對電子電路基本知識的理解，提高綜合運用本課程所學知識的能力。2、 培養(yǎng)根據(jù)設計需要選學參考書籍，查閱相關手冊、圖表和文獻資料的自學能力。3、 通過電路方案的分析、論證和比較，設計計算和選取元器件、電路組裝、調試和檢測等環(huán)節(jié)，初步掌握簡單實用的分析方法和工程設計方法。4、 學會簡單電路的實驗調

2、試和性能指標的測試方法，提高動手能力和進行數(shù)字電子電路實驗的基本技能。5、 隨著人們生活水平的提高，如何實現(xiàn)家庭防盜這一問題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機械鎖由于其構造的簡單，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。技術指標每把鎖都有其預先設定好的（六位二進制數(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（此設計用發(fā)光二極管S表示鎖，鎖打開就是點亮發(fā)光二極管S），打開的持續(xù)時間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)出報警信號（用放光二級管J和蜂鳴器表示，報警就是點亮放光二級管J，蜂鳴器

3、響起），警報持續(xù)時間也為Tx。任意輸入密碼而不按確定鍵的話電路不會有反應。元器件清單名稱型號數(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個插針1排芯片插槽DIP141個芯片插槽DIP162個芯片插槽DIP81個萬用板9cm*15cm1塊電阻2M1個電阻4702個電容10uf1個電容103(0.01uf)1個蜂鳴器1個按鈕1個撥動開關單刀雙擲6個二極管1個電路框圖密碼驗證模塊計時模塊開鎖信號報警信號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計密碼驗證模塊此模塊主要是用輸入鍵盤和74LS138實現(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、知每個輸出端為0時都有唯一的輸入碼，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證信號輸出就行了。有8個選擇，也就是修改密碼時，只有8個不同的固定密碼可以選。電路連接圖如1-1. 密碼設定端至74LS175密碼和密碼選擇端對應表如表1-2密碼設定端的連接密碼Y0100000Y1100001Y2100010Y3100011Y4100100Y5100101Y6100110Y7100111 表1-2計時模塊此模塊選用555電路單穩(wěn)態(tài)的一種變形。如圖2-1.至74LS175B圖2-1 按下確定開關將在時基電路

6、輸出端OUT（第3引腳）產生高電平，經延時Tx后，輸出端OUT將保持低電平不變。(Tx1.1R1C1) 當按鈕按下時C1儲存的電荷通過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，定時即開始，此時電源通過電阻R1向C1充電，使C1兩端電平不斷升高，當升至2/3Vcc時，時基電路復位，定時結束，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來自555來自74HC138圖3-1該模塊是把密碼驗證模塊送來的驗證結果存住。在按下確定鍵時，555電路3腳產生的上升沿使觸發(fā)器做出反應。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輸入端是接鎖定模塊的輸出端A和計時模塊的輸出端B。兩個輸出端分別接開鎖指示燈S和報警指示燈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總電路圖問題及解決 設計該電路的最初方案是用51單片機實現(xiàn)，其優(yōu)點是硬件電路簡單，功能拓展方便。但該課程設計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。 密碼驗證模塊的最初設計方案是用邏輯門電路

8、實現(xiàn)，但其缺點是電路連接復雜。還有一種普遍的方案是用數(shù)據(jù)比較器74LS85，其優(yōu)點是可以設置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可使電路連接簡單得多，也可以有6位密碼輸入。 開始時設計存在一個缺點，就是在按確定鍵后到計時結束這段時間內鍵盤密碼的輸入是有效。即在第一次按錯密碼而警報響起時馬上輸入正確密碼，則警報停，開鎖信號燈亮。其波形圖如圖5-1.（S, J為低電平時才能點亮LED燈）BASJtttt圖5-1Tx經過思索應該引進鎖存器，翻閱資料好，發(fā)現(xiàn)D觸發(fā)器74LS175可以解決該問題，于是增加了74LS175。但還有個缺點，就是給電路上電時，前22秒是會給555

9、電路的C1充電，3引腳在這段時間是高電平，而74LS175輸出的是低電平，有表4-1可知S亮，既鎖會打開。為解決這個缺點，可以增加個二極管。實物演示初始狀態(tài)，此時警報燈和開鎖燈都滅，蜂鳴器不響出入錯誤密碼 （100000），此時警報燈亮，開鎖燈滅，蜂鳴器發(fā)出警報聲響輸入正確密碼 （100111），此時警報燈滅，開鎖燈亮，蜂鳴器不響心得體會以上為所設計的電子密碼鎖，這是我跟同組人員經過多次修改，多次連接電路而做好的一個課程設計。要完成一個完整的課程設計，確實不像其他作業(yè)那么容易輕松，它是需要你對課本有一個扎實的基礎知識，又需要你的邏輯思維能力和動手能力。在做這個課程設計的過程中，我重新溫習了這學期數(shù)電課本的知識，查閱了相關的一些