數(shù)字密碼鎖設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上數(shù)字密碼鎖設(shè)計一、 設(shè)計任務(wù)與要求設(shè)計由編碼器、集成邏輯門電路、聲光報警指示電路構(gòu)成的密碼鎖電路，研究門電路的接口與驅(qū)動技術(shù)、學(xué)習(xí)組合邏輯電路的設(shè)計方法；用Proteus 軟件仿真；實驗測試邏輯功能。具體要求如下：（1）密碼鎖電路由密碼輸入電路、密碼設(shè)置電路和密碼控制電路組成，密碼輸入及密碼設(shè)置均采用十進制數(shù)形式，密碼輸入通過鍵盤或按鍵輸入。密碼設(shè)置通過開關(guān)輸入。（2）如果輸入的密碼與預(yù)先設(shè)定的密碼相同，則保險箱被打開，密碼控制電路的輸出端E1，F(xiàn)=0；否則電路發(fā)出聲、光報警信號，即輸出端E0，F(xiàn)=1。（3）實驗時，“鎖被打開”的狀態(tài)可用綠色發(fā)光二極管指示；聲、光報警

2、可分別用紅色發(fā)光二極管及蜂鳴器指示。（4）寫出設(shè)計步驟，畫出最簡的邏輯電路圖。（5）對設(shè)計的電路進行仿真、修改，使仿真結(jié)果達到設(shè)計要求。（6）安裝并測試電路的邏輯功能。（7）拓展內(nèi)容：如果考慮一個開鎖用的鑰匙插孔輸入端G，當(dāng)開鎖時（G1），密碼輸入才有效，試在上述電路基礎(chǔ)上修改該電路。二、課題分析及設(shè)計思路（1）密碼輸入電路及密碼設(shè)置電路的設(shè)計思路由于密碼輸入及密碼設(shè)置均采用十進制數(shù)形式，故可利用8421BCD 碼編碼器分別實現(xiàn)，以一位密碼輸入及密碼設(shè)置為例，其實現(xiàn)框圖如下：圖1 密碼輸入及密碼設(shè)置電路的實現(xiàn)框圖（2）密碼控制電路的設(shè)計思路分析以上設(shè)計任務(wù)與要求，密碼控制電路的實現(xiàn)框圖如下：圖

3、2 密碼控制電路實現(xiàn)框圖很容易得到：由上述邏輯表達式可確定相應(yīng)的邏輯電路圖。（3）TTL 集成門電路與LED 發(fā)光二極管的接口電路設(shè)計TTL 集成門電路除了可驅(qū)動門電路外，還能驅(qū)動一些其它器件如LED 發(fā)光二極管。以集成反相器為例，有如下兩種情況如圖3（a）、(b)所示：圖3（a） 輸出高電平時LED 亮 圖3 (b) 輸出低電平時LED 亮電路中串接的電阻R1、R2 為限流電阻，其作用是保護LED 因過流而燒壞。其大小按如下公式進行選擇：-=上述兩式中，ID 為LED 正常發(fā)光時的電流，VF 為LED 導(dǎo)通電壓，VOH、VOL 分別為反相器的高、低電平輸出電壓。如ID5mA，VF2.2V，V

4、OH3.4V，VOL0.2V 時，算得R1=240歐，R2=520 歐。注意： 圖3（a）接法時，發(fā)光二極管的電流不能超過門電路的“最大拉電流”，圖3(b) 接法時，發(fā)光二極管的電流不能超過門電路的“最大灌電流”，否則會導(dǎo)致輸出電平的混亂。當(dāng)然，如果該門電路處于整個邏輯電路的最末端，則發(fā)光二極管的電流可不受此限制。 如果門電路需要驅(qū)動較大電流的發(fā)光二極管，可采用三極管驅(qū)動的方法，如圖4 所示：圖4 三極管驅(qū)動的TTL-LED 接口（4）TTL 集成門電路與蜂鳴器的接口電路設(shè)計TTL 集成門電路的輸出高電平可直接驅(qū)動蜂鳴器發(fā)出聲音，其接法如圖5 所示。圖5 TTL 與蜂鳴器接口，輸出高電平時發(fā)聲

5、三、集成電路及元件選擇為了實現(xiàn)密碼鎖電路的功能，可采用8421BCD 碼編碼器74LS147、集成異或門74LS86或74LS386、集成非門74LS04 和集成四輸入與門74LS21（或集成與非門74LS20）。此外，還需要其它一些輔助元器件：發(fā)光二極管、發(fā)聲元件蜂鳴器、按鍵和電阻等。四、 原理圖繪制與電路仿真用proteus 軟件繪制密碼鎖電路原理圖，對所設(shè)計的電路進行仿真實驗，并驗證電路的邏輯功能是否達到設(shè)計要求。五、電路安裝與調(diào)試1 電路布局在多孔電路實驗板上裝配電路時，首先應(yīng)熟悉其結(jié)構(gòu)。明確哪些孔眼是連通的，并安排好電源正、負引出線在實驗板上的位置。電路的布局應(yīng)與主要元器件為中心，按

6、信號流向從左至右合理設(shè)計。電路與外接儀器的連接端、測試端要布置合理，便于操作。2安裝與調(diào)試方法電路安裝前，要先檢測所用集成電路及其它元器件的好壞。安裝完成后，要用萬用表檢測電路接觸是否可靠、電源電壓大小、極性是否正確。一切正常后才能通電調(diào)試。六、設(shè)計、仿真及實驗問題研究1 密碼控制電路部分如果全部采用集成與非門實現(xiàn)，請畫出其邏輯電路原理圖。2 實際調(diào)試時，如何輸入十進制數(shù)“0”？如何設(shè)計 2 位密碼鎖電路？3 實驗時，TTL 集成電路的多余輸入端如何處理？4 TTL 集成電路輸入高、低電平的電壓范圍各為多少？輸出高、低電平的電壓范圍又各為多少？并實際測試密碼鎖電路中各集成門輸出高、低電平的電壓值。5 實際測試 TTLLED 接口電路中，限