課程設(shè)計報告——雙鈕電子鎖

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上廣西科技大學(xué)（籌）課程設(shè)計說明書課題名稱 雙鈕電子鎖 系 別 職 業(yè) 技 術(shù) 教 育 學(xué) 院專 業(yè) 電 子 信 息 工 程 班 級 電子Z101 學(xué) 號 1 姓 名 馬振文 邢警 鄧詩震 指導(dǎo)教師 廖貴成 摘 要所謂雙鈕電子鎖，是指利用電子電路構(gòu)成的密碼鎖。相對機(jī)械鎖而言，電子鎖更加復(fù)雜，也就更加可靠，同時具有方便改密，難破解，可報警等特點。設(shè)計過程采用系統(tǒng)設(shè)計的方法，先分析任務(wù)，得到系統(tǒng)要求，然后進(jìn)行總體設(shè)計，劃分子模塊，然后每個模塊進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計，決定各個功能子模塊中的內(nèi)部電路，最后進(jìn)行測試。本文針對簡易雙鈕電子鎖，進(jìn)行由上而下層次化的設(shè)計，先定義和規(guī)定各個模塊的結(jié)

2、構(gòu)，再對模塊內(nèi)部進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計。詳細(xì)設(shè)計的時候又根據(jù)可采用的芯片，分析各芯片是否適合本次設(shè)計，選擇較合適的芯片進(jìn)行設(shè)計，最后將設(shè)計好的模塊組合調(diào)試，并最終在Quartus II下仿真通過。關(guān)鍵詞：雙鈕電子鎖 密碼 報警 子模塊1前言由于現(xiàn)代社會的數(shù)字電子技術(shù)高速發(fā)展，雙鈕電子鎖應(yīng)運而生，又由于電子技術(shù)的不斷改進(jìn)，采用中規(guī)模的邏輯器件可以使電子鐘的體積變得很少，實用更加方便，應(yīng)用更加廣泛。作為電子信息工程的學(xué)生，我們都應(yīng)該能夠運用學(xué)到的數(shù)電和模電知識，去解決和分析一些邏輯電路的問題，繼而學(xué)會設(shè)計具有一定邏輯功能的邏輯器件，這次電子工藝實習(xí)給我們一個能力全面提升的契機(jī)。我們設(shè)計的雙鈕電子鎖，嚴(yán)格按照

3、設(shè)計要求，具有報警，改密等功能，而且增加了防抖等功能。2 設(shè)計任務(wù)及方案2.1 設(shè)計思路用兩個按鈕A、B作為密碼輸入，開鎖密碼可自設(shè)，如（3、5、7、9）；若按B鈕，則門鈴響；（滴、嗒）；開鎖過程：按3下A，按一下B，則3579中的“3”即被輸入；接著按5下A，按一下B，則輸入“5”；依此類推，直到輸入完“9”，按B，則鎖被打開用發(fā)光管KS表示；報警：在輸入3、5、6、9過程后，如果輸入與密碼不同，則報警；用發(fā)光管BJ表示，同時發(fā)出“嘟、嘟的報警聲音；用一個開關(guān)表示關(guān)門（即閉鎖）。用74160作為密碼存儲和驗證密碼，在密碼輸入正確后方可開鎖，密碼錯誤時用報警燈和報警鈴進(jìn)行報警，每按B門鈴跟隨發(fā)

4、出響聲?？傮w設(shè)計本階段的任務(wù)是根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)行模塊劃分，提出方案，并進(jìn)行比較分析，最終找到較優(yōu)的方案。2.2 設(shè)計方案2.2.1 設(shè)計方案一設(shè)計框圖如下報警鈴 2.2.2 設(shè)計方案二此方案是在方案一的基礎(chǔ)上增加密碼修改模塊。該方案雖然只增加密碼修改方案，但連線、門電路增多，增加較多，令設(shè)計難度增加。綜上所述，本次設(shè)計采用方案一。 3、 設(shè)計過程及內(nèi)容(1) :總體設(shè)計描述 總體設(shè)計分為4個模塊，防抖模塊、密碼校驗?zāi)K、計數(shù)模塊、顯示輸出模塊。其中密碼校驗?zāi)K又包含四個密碼存儲模塊。如下圖1 功能及實現(xiàn)方法： 首先2個按鈕輸入分別連接兩個防抖電路，使輸入信號穩(wěn)定，再將信號A,B送入密碼校驗?zāi)K以

5、及計數(shù)模塊兩者的輸出結(jié)果進(jìn)行判斷，對密碼正確與否通過顯示模塊基于輸 出。其中門鈴功能直接連接輸出的門鈴揚聲器。（2） ：主要模塊描述 I 防抖電路通過d觸發(fā)器，在脈沖端連接一個5101Hz脈沖信號，防止按鈕輸入時發(fā)生抖動。II 密碼校驗?zāi)K（其中包含的四個密碼存儲模塊較為相似，只是其中密碼不同，下面只介紹密碼為3和9的模塊） 密碼3模塊a端輸入脈沖，只有當(dāng)輸入3個信號時（此模塊密碼是3即74160的QD,QC,QB,QA的輸出為0011），四輸入與門輸出為1，若此時b也輸入信號，則d觸發(fā)器（上）輸出1，否則輸出0.另一個d觸發(fā)器（下），如若輸入信號過多，產(chǎn)生進(jìn)位，則輸出1，通過反相器輸出0，那

6、么此校驗?zāi)K輸出0。如密碼輸入正確，則密碼校驗?zāi)K輸出1，下一密碼模塊開始校驗。正確密碼仿真如下圖。 密碼9模塊 密碼9模塊與密碼3模塊原理相同，只是把74160換成74161，因為74160是十進(jìn)制的，在密碼為9時已經(jīng)產(chǎn)生進(jìn)位，所以換成十六進(jìn)制的74161,。正確仿真如下圖。III計數(shù)模塊計數(shù)原理同密碼模塊，輸入四個信號時輸出1，仿真如下圖IV顯示輸出模塊如下圖顯示模塊的功能比較簡單，就是通過與門和非門把密碼輸入是否正確顯示輸出門鈴響：1-1且jishu-1報警：1-0且jishu-1門鈴：xiangling-1V 總體電路仿真 1、密碼正確時（此電路密碼是3579）：2、 密碼錯誤時： 3

7、、輸入B響鈴時:至此，本階段就結(jié)束了。在上面的接口定義中，也可以發(fā)現(xiàn)，各個模塊緊密聯(lián)系，電路比較簡單，較易實現(xiàn)向分位的進(jìn)位信號4、系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果 電路設(shè)計好之后需要經(jīng)過調(diào)試確認(rèn)電路可行性后，方可焊接電路。 調(diào)試順序為：振蕩電路模塊，分頻電路模塊，計數(shù)器模塊，譯碼顯示電路模塊，校時模塊，報時電路模塊。每個模塊進(jìn)行調(diào)試都確認(rèn)無誤后，即可把每個模塊連接好，組成一個完整的雙鈕電子鎖。 根據(jù)Quartus II軟件對電路仿真后得出的結(jié)論是沒有問題的.然后進(jìn)行PLD實驗箱下載進(jìn)行驗證功能，下載實驗箱選得是模式7，按鈕A用的是引腳4即鍵4，按鈕B用的是引腳7，即鍵7，cp用的是16Hz的clock即引腳93

8、，報警燈報警鈴分別用D1、D2表示，門鈴用揚聲器，zhengque用D4表示。弄好引腳之后進(jìn)行下載，然后進(jìn)行密碼輸入驗證，結(jié)果證明此電路完全能實現(xiàn)雙鈕電子鎖的功能。 至此 雙鈕電子鎖電路設(shè)計基本成功完成。5、心得體會電子課程設(shè)計剛開始，和搭檔拿著選定的題目覺得很簡單。腦海中馬上就出現(xiàn)了幾個設(shè)計思路，但在設(shè)計的錢幾天里發(fā)現(xiàn)設(shè)計并不是那么簡單。畢竟課程設(shè)計不同于實驗課，電路圖都要自己設(shè)計，而且要著眼整個系統(tǒng)，原來想好的設(shè)計方案不是缺這就是漏那，根本滿足不了要求，所以一一被排除了。在設(shè)計過程中，既有用過的芯片，又有沒用過的，只能自己查功能表，分析功能，即學(xué)即用。最后仿真調(diào)試階段，哪怕一個小小的錯誤也會使結(jié)果出不來，只好一點一點地排除，不斷地改進(jìn)，經(jīng)過反復(fù)的修改仿真，最終得到了正確的效果。通過這次課程設(shè)計使我受益頗多，懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐結(jié)合起來，才能提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力?？偟膩碚f這次畢竟是第一次做的，結(jié)果還算比較成功，不僅學(xué)到了不少新的知識而且鞏固了舊