數(shù)字密碼鎖數(shù)電課程設(shè)計

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案等級實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案等級:精彩文檔精彩文檔精彩文檔精彩文檔精彩文檔精彩文檔課程名稱數(shù)字電子技術(shù)課題名稱數(shù)字密碼鎖專業(yè)電氣工程及其自動化指導(dǎo)老師2015年12月23日（此頁不打?。﹫蟾孀珜懸螅ù隧摬淮蛴。┱n程設(shè)計報告是體現(xiàn)課程設(shè)計成果的載體，具體要求如下：1、課程設(shè)計報告的基本格式11說明書統(tǒng)一使用word文檔打印，A4,：2cm,下2cm,左2.54cm,右2cm。2.54cm,右2cm。2）正文采用宋體小四,行間距四號,3級標(biāo)題采用黑體小四；20磅；1級標(biāo)題采用黑體小三,1和2級標(biāo)題上下間距為0.5行。2級標(biāo)題采用黑體3）圖表需統(tǒng)一編號,圖標(biāo)標(biāo)題采用黑體五號

2、；圖標(biāo)題在圖片下方,表格標(biāo)題在表格上方。4）裝訂順序?yàn)椋悍饷妗⑷蝿?wù)書、報告正文、評分表。2、課程設(shè)計報告的撰寫要求1）設(shè)計報告正文內(nèi)容為6-10頁為宜,主要內(nèi)容為自己的設(shè)計思路、設(shè)計步驟、關(guān)鍵性步驟的記錄、重要結(jié)果的記錄以及自己本次課程設(shè)計的總結(jié)。報告撰寫要求思路清晰、結(jié)構(gòu)合理、層次清晰,報告簡潔但又要能體現(xiàn)設(shè)計過程。2）報告中圖表要求清晰、規(guī)范,圖表的尺寸大小適當(dāng)。（31課程設(shè)計報告內(nèi)容（僅供參考）：一、課程設(shè)計的任務(wù)要求：本次課程設(shè)計的任務(wù)要求,對照任務(wù)書中的任務(wù)要求。二、設(shè)計方案：對任務(wù)進(jìn)行分析,提出任務(wù)的可行實(shí)現(xiàn)思路,包括系統(tǒng)框圖,各子模800繪制各子模塊電路圖,詳細(xì)分析其工有限狀態(tài)機(jī)

3、工作原理,三、單元電路口子模塊，子程序）分析：繪制各子模塊電路圖,詳細(xì)分析其工有限狀態(tài)機(jī)工作原理,作原理,包括信號的流向,電路工作條件,數(shù)據(jù)處理,程序流程圖,預(yù)期結(jié)果,必要時有子模塊的仿真結(jié)果分析。報告中必須有6-8個主要子模塊分析,每個子模塊分析不少于200字。不得拷貝元件說明書。2000字）四、系統(tǒng)仿真/測試：對采用FPGA開發(fā)板的同學(xué),必須設(shè)計系統(tǒng)的測試方案,編寫測,600五、電路安裝調(diào)試：電路的安裝,調(diào)試步驟,調(diào)試過程中遇到的問題是什么？是如何解決的？調(diào)試結(jié)果包括運(yùn)行數(shù)據(jù),圖片）800字）六、元件清單：所用元件列表,或所用FPGA資源七、總結(jié)：整個課程設(shè)計過程中,你覺得學(xué)習(xí)到了什么,課

4、程設(shè)計過程中自己做的不足的地方有哪些？對自己的學(xué)習(xí)有何啟示？希望課程設(shè)計過程或者指導(dǎo)老師如何改?500電氣信息學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書課題名稱姓名專業(yè)班級學(xué)號指導(dǎo)老師2015年12月14日-2015年12月23日一、任務(wù)及要求課程設(shè)計任務(wù)可采用數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)臺，試驗(yàn)箱、單片機(jī)或FPGA開發(fā)板排）完成。具體要求如下：1.任務(wù)：1）設(shè)定的密碼為四位，由“密碼錯誤時，發(fā)出報警信號，報警時間為則電路進(jìn)入自鎖狀態(tài)，并發(fā)出報警信號；極管亮（或揚(yáng)聲器發(fā)聲）表示報警。18”八個數(shù)字組成，當(dāng)輸入密碼正確時，發(fā)出開鎖信號；35秒；2）輸入密碼后30秒，若無開鎖信號，3）用綠色發(fā)光二極管亮表示開鎖，紅色發(fā)光二4）功能擴(kuò)展：

5、電路具有消抖功能，或者功能擴(kuò)展自選。2.要求：1）思路清晰，給出整體設(shè)計框圖；2）完成各單元電路設(shè)計，給出總電路圖、multisim軟件仿真驗(yàn)證結(jié)果；3）安裝調(diào)試電路，得出測試結(jié)果；4).用A4二、進(jìn)度安排第一周：周一：布置任務(wù)，查找資料；：,；：,；第二周：,；周三：結(jié)果驗(yàn)收；周四：收元器件，整理實(shí)驗(yàn)室，撰寫報告，答辯；周五：資料整理。三、參考資料1、數(shù)字電子技術(shù)第五版高等教育出版社閻石主編2、電子技術(shù)與EDA孫勝麟、郭照南主編一、課程設(shè)計的任務(wù)要求二、設(shè)計方案三、單元電路（子模塊）分析3.1防抖開關(guān)的設(shè)計密碼的存儲與讀取電路3.3密碼的比較電路密碼的存儲與讀取電路3.3密碼的比較電路35秒

6、報警電路的設(shè)計30秒自鎖電路四、系統(tǒng)仿真/測試五、電路安裝調(diào)試356789六、元件清單10七、總結(jié)11一、課程設(shè)計的任務(wù)要求：1.1.任務(wù)：1）設(shè)定的密碼為四位，由“密碼錯誤時，發(fā)出報警信號，報警時間為則電路進(jìn)入自鎖狀態(tài)，并發(fā)出報警信號；極管亮（或揚(yáng)聲器發(fā)聲）表示報警。18”八個數(shù)字組成，當(dāng)輸入密碼正確時，發(fā)出開鎖信號；35秒；2）輸入密碼后30秒，若無開鎖信號，3）用綠色發(fā)光二極管亮表示開鎖，紅色發(fā)光二4）功能擴(kuò)展：電路具有消抖功能，或者功能擴(kuò)展自選。要求：1）思路清晰，給出整體設(shè)計框圖；2）完成各單元電路設(shè)計，給出總電路圖、multisim；3）安裝調(diào)試電路，得出測試結(jié)果；4）.用A4紙寫

7、出設(shè)計報告二、設(shè)計方案：根據(jù)本次課程設(shè)計的任務(wù)要求，結(jié)合所學(xué)知識及實(shí)驗(yàn)室實(shí)際可提供的芯片我們可以將本次數(shù)字密碼鎖課題的整體電路細(xì)分為以下幾個模塊的電路，即密碼的存儲讀取電路，密碼的比較電路，計時報警電路，計時自鎖電路以及撥鍵開關(guān)的防抖電路。整個電路的設(shè)計系統(tǒng)框圖設(shè)計如下：mo秒自鎖電路撥碼開關(guān)密碼比較電路存儲電路圖軍用輪系統(tǒng)框圖一|仔口電暗|74LS148，74LS160，根據(jù)系統(tǒng)框圖，對密碼的存儲讀取電路我們可以用分別用一片74LS148，74LS160，RAM2114（仿真時由于軟件原因用HM6116RAM2114（仿真時由于軟件原因用HM6116代替）來實(shí)現(xiàn)。其中74LS148芯片主要起

8、編碼作用，即在輸入端分別連接好用，即在輸入端分別連接好8個撥碼開關(guān)，根據(jù)撥碼開關(guān)的開斷情況（每次只撥動一個開關(guān)）使輸出端產(chǎn)生相應(yīng)的二進(jìn)制編碼；74LS160,關(guān)）使輸出端產(chǎn)生相應(yīng)的二進(jìn)制編碼；次存入密碼時，每一個密碼產(chǎn)生的相應(yīng)二進(jìn)制編碼在存入存儲器時都需要首先給定相應(yīng)的RAM2114,的功能，在第一次設(shè)置密碼時存入用戶設(shè)置的4位密碼的二進(jìn)制編碼，在用戶正式使用輸入密碼時輸出之前存入的密碼編碼。對密碼的比較電路，本次課程設(shè)計我們使用了74LS85四位數(shù)值比較器芯片。在芯片的輸入端分別與編碼器和存儲器的編碼輸出端相連。對計時報警電路和計時自鎖電路，本次課程設(shè)計均選擇使用兩片十進(jìn)制同步計時器74LS

9、160,30進(jìn)制和35,開始輸入第一個密碼時開始30秒的計時電路，若用戶未能在30秒內(nèi)輸入正確密碼，計時器應(yīng)該輸入相應(yīng)信號使得編碼器EI端電平由低電平變?yōu)楦唠娖?，即關(guān)閉編碼器的編碼功能實(shí)現(xiàn)自鎖。在用戶輸錯密碼時，系統(tǒng)開始維時35秒的報警計時并同時給報警信號，在35秒后或者用戶輸入正確的密碼使系統(tǒng)發(fā)出開鎖信號時報警計時方終止。三、單元電路（子模塊）分析：3.1防抖開關(guān)的設(shè)計74LS00N74LS00N圖2撥碼開關(guān)的消抖電路在實(shí)際接連線路時，當(dāng)用戶撥動撥碼開關(guān)時，撥碼開關(guān)開關(guān)不可避免的會產(chǎn)生一些機(jī)械抖動，從而使輸出端產(chǎn)生不規(guī)則的震顫脈沖輸出，因此，電路中必須要消除機(jī)械開關(guān)的抖動，避免影響正常的功能

10、實(shí)現(xiàn)。如圖所示，本次課程設(shè)計通過使用消除機(jī)械開關(guān)抖動。表1SR鎖口器的真值表S0R0QQ*1100111101010111100010103.2密碼的存儲與讀取電路IkLflL*UHAT441IkLflL*UHAT441圖1密碼的存儲與讀取電路如圖，密碼的存儲電路由編碼器芯片74LS148，8個撥碼開關(guān)以及計數(shù)芯片74LS160,I/O1I/O8）端口準(zhǔn)備存儲，另一方面在用戶撥動開關(guān)時編碼器的GS,74LS160的CLK,4個不同的地址輸入存儲器的地址端,存儲。實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案精彩文檔精彩文檔3210口rm二|VCC二FO二GS八。圖274LS148的功能表和引腳圖HM6116表2HM

11、6116的功能CEOEWE方式I/O引腳HXX高阻LLH讀出DoutLXL寫入Din3.3密碼的比較電路74LS160NUM皿皿口74LS0SN密碼的比較電路密碼的比較電路由芯片74LS85來實(shí)現(xiàn)功能。芯片的輸入端口分別接從編碼器編碼輸密碼的比較電路由芯片出端和存儲器的數(shù)據(jù)輸出端，以此來比較用戶輸入的密碼和先前用戶設(shè)置的密碼。由A口B,ADB端接地,A口B,ADB端接地,TruthTableCoiTiparingiInputsCascadinghputsOutputsA3(B3A2.B2A1hB1AOhBJABABAB3BOE1A0BOE1AO=BOE1AO=BOE1AO=BOE1AO=BOA

12、1A1AIAIAIAIAIAI圖5密碼鎖的35秒報警電路當(dāng)由比較電路產(chǎn)生“不等”信號（即輸入的密碼與先前用戶設(shè)置的密碼不同）時，開EN端鏈EN端鏈EN,35秒時間段內(nèi)接，信號源開始不斷給脈沖，當(dāng)計數(shù)到35秒時，報警燈滅，三態(tài)門CLK,輸入了正確的密碼使產(chǎn)生了開鎖信號時，報警也應(yīng)該停止，可以用一個如圖所示的三態(tài)門EN其中74LS160的功能表如下：VccCOQoQi5OsETm74LS15。功鐐表圖閃間TT田川網(wǎng)ETEPCPD3P2DDoQ2Q1Q0JXXXXXXXXJ000J74LS16010XXfDCBADCEA110XXXXXX守山口IUJUU回口國11A0A持RDCPDhEhD3ZPGN

13、D1111tXXXX計孑粉圖674LS160的功能表和管腳圖3.530秒自鎖電路實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案圖7密碼鎖的30秒自鎖電路根據(jù)要求，系統(tǒng)應(yīng)該在用戶輸入密碼（而不是設(shè)置密碼）時輸入第一個密碼起，就開始30秒的計時，若30秒內(nèi)系統(tǒng)沒有產(chǎn)生開鎖信號則會產(chǎn)生自鎖，用戶無法再輸入密碼。首先應(yīng)在儲存器的讀寫開關(guān)處設(shè)計邏輯關(guān)系，使得當(dāng)用戶正式輸入密碼（存儲器為“讀”狀態(tài)）時，撥動第一個撥碼開關(guān)，編碼器GS輸出端產(chǎn)生一個脈沖信號，經(jīng)由一個鎖存器保持這個信號，再將這個信連接到信號源前三態(tài)門的EN端，使得三態(tài)門處于導(dǎo)通狀態(tài)，30秒計數(shù)開始。若30秒內(nèi)，用戶輸入了正確密碼，系統(tǒng)產(chǎn)生開

14、鎖信號，30秒的計時停止；30秒內(nèi)，,3074LS148的EI,使得EI端由低電平變?yōu)楦唠娖?，編碼器無法再次編碼從而實(shí)現(xiàn)“自鎖”功能。四、系統(tǒng)仿真/測試：將上述各模塊電路連成整體后整體電路圖如下：精彩文檔實(shí)際接線情況如下：實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案精彩文檔精彩文檔精彩文檔精彩文檔機(jī)械開關(guān)在合斷時總不可避免的會產(chǎn)生機(jī)械抖動從而使輸出端產(chǎn)生不規(guī)則的震顫脈沖輸出，使得計數(shù)器在給地址時發(fā)生跳變或者給出錯誤的地址，因此需要在撥碼開關(guān)處用RS鎖存器做一個防機(jī)械開關(guān)抖動的電路。按照老師的指導(dǎo)要求增加一個防抖電路后發(fā)現(xiàn)問題得已解決。2）進(jìn)行模塊測試的時候，發(fā)現(xiàn)密碼總是不能正確的存儲和讀取

15、，從而導(dǎo)致電路總是錯誤的產(chǎn)生開鎖信號或者報警信號。通過查詢有關(guān)資料我們才了解到存儲器在存儲編碼內(nèi)容時，必須等上一個編碼穩(wěn)定存儲之后才能再次給下一個新的地址存儲下一個編碼內(nèi)容，因此在設(shè)計存儲電路時不能使得編碼數(shù)據(jù)和地址同時進(jìn)入到儲存器，而應(yīng)該在編碼數(shù)據(jù)輸入之前先預(yù)置一個地址，按照此方法連接電路后發(fā)現(xiàn)密碼鎖存儲與讀取電路工作正常。六、元件清單：元器件數(shù)量74LS148174LS279374LS160574LS851RAM2114174LS00474LS04474LS08474LS32174LS1252發(fā)光二極管（）發(fā)光二極管（紅）七、總結(jié)：通過這次的數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計，我感覺自己收獲良多，無論是

16、數(shù)字電子技術(shù)的知識方面，還是培養(yǎng)自己動手能力方面。在加深對數(shù)字電路知識理解方面，這次課程設(shè)計使得我第一次將平常在課堂上所學(xué)的理論知識完整的運(yùn)用到了工程實(shí)際，使得我能夠比平時的數(shù)電實(shí)驗(yàn)課更加全面和系統(tǒng)的運(yùn)用我們平常在課堂上所學(xué)習(xí)過的各種芯片進(jìn)行相關(guān)的邏輯連接實(shí)現(xiàn)相關(guān)的功能，了解到理論知識如何運(yùn)用到實(shí)際工程上的過程，提高了我們對數(shù)字電路這門學(xué)科的興趣的同時加深了我對數(shù)字電路如何實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能的理解。在培養(yǎng)實(shí)踐能力方面，這次課程設(shè)計中我所選擇的電子密碼所這個課題無論是在仿真設(shè)計還是實(shí)際調(diào)試過程中，都遇到了許許多多的難題，有幾個難題比如存儲電路的設(shè)計這,multisim多很多次都沒成功，于是情緒都很低落，感到有些挫敗感，最后向指導(dǎo)老師李老師尋求幫助，李老師耐心的幫我們分析了我們電路設(shè)計，查出了我們設(shè)計的錯誤不足之處。最后李老師還語重心長的教導(dǎo)我們我們電氣工程專業(yè)的學(xué)生以后無論是學(xué)習(xí)還是工程實(shí)踐中會不斷遇到諸如此類的一系列的難題，因此必須要培養(yǎng)自己的耐心，要有信心。這使得我們深刻認(rèn)識到搞工程的過程實(shí)際上就是一個不斷發(fā)現(xiàn)問題，然后解決問題的過程，所以遇到問題，我們不能退縮，而要迎難而上，勤查與問題相關(guān)的文獻(xiàn)資料，多與同學(xué)老師交流，分析自己的設(shè)計思想與他人思想的差別之處