簡(jiǎn)易密碼控制裝置

簡(jiǎn)易密碼控制裝置設(shè)計(jì)方案選擇單片機(jī)內(nèi)部控制利用單片機(jī)內(nèi)部對(duì)密碼進(jìn)行控制，用單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，經(jīng)過(guò)運(yùn)算后送到數(shù)碼管進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示測(cè)量結(jié)果。此方案穩(wěn)定，精度高，成本很小。但由于本次為個(gè)人開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用單片機(jī)沒(méi)有意義，故排除次方法。數(shù)字芯片輸入密碼后用邏輯門電路和計(jì)數(shù)器74LS192進(jìn)行篩選，從而在輸入正確密碼后輸出一個(gè)信號(hào)，信號(hào)輸入NE555并被整形，利用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，并送至譯碼顯示器顯示出來(lái)，輸入譯碼器的同時(shí)輸入繼電器電路，實(shí)現(xiàn)繼電器的吸合。本次開(kāi)放實(shí)驗(yàn)將采用此種方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2簡(jiǎn)易密碼控制裝置的基本原理2.1邏輯門與計(jì)數(shù)器結(jié)合簡(jiǎn)易密碼的控制是通過(guò)結(jié)合邏輯門和計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。按鍵之后輸入高電平，從而使計(jì)數(shù)器加一個(gè)計(jì)數(shù)，并以BCD碼的形式傳遞下去（例如：0001為加一個(gè)計(jì)數(shù)）。之后，各個(gè)鍵位可以輸入不同次數(shù)的高電平，從而計(jì)數(shù)器會(huì)加不同次數(shù)的計(jì)數(shù)，都會(huì)以BCD碼的形式傳輸下去。各個(gè)信號(hào)會(huì)通過(guò)接下來(lái)不同的邏輯門電路進(jìn)行篩選，只有正確的輸入信號(hào)才會(huì)在最后邏輯門之后輸入高電平，傳至整形電路之中。圖為一部分密碼輸入部分電路，S1為按鍵，當(dāng)所有按鍵均輸入正確密碼時(shí)，信號(hào)輸入即可通過(guò)最后的門電路從而對(duì)作用于后續(xù)電路。2.2整體方框圖及原理如圖顯示的是簡(jiǎn)易密碼控制裝置的主體電路由密碼輸入部分電路、整形電路、計(jì)數(shù)器電路、譯碼顯示器電路和反饋線路組成。它的工作過(guò)程是由密碼輸入部分電路輸入正確密碼從而發(fā)出一個(gè)可以通過(guò)密碼輸入部分電路的信號(hào)，通過(guò)整形，輸入一個(gè)方波，并使計(jì)數(shù)器對(duì)其進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)完畢，計(jì)數(shù)器將計(jì)數(shù)結(jié)果輸入譯碼器，從而顯示在數(shù)碼管上顯示。圖為方波信號(hào)，由NE555發(fā)出，通過(guò)74LS192計(jì)數(shù)器，CD4511譯碼器最終將計(jì)數(shù)部分顯示在LED數(shù)碼管中。

3單元電路設(shè)計(jì)3.1密碼輸入部分電路密碼輸入部分電路是篩選正確密碼的電路。電路采用邏輯門線路與計(jì)數(shù)器相結(jié)合所構(gòu)成。當(dāng)密碼正確時(shí)，就可輸入相應(yīng)的高電平進(jìn)入邏輯門與計(jì)數(shù)器相結(jié)合的線路從而輸入需要的信號(hào)以連通之后的電路。如圖所示：圖密碼輸入部分電路3.2整形電路整形電路是將待測(cè)信號(hào)整形變成計(jì)數(shù)器所要求的脈沖信號(hào)。電路形式采用由555所構(gòu)成的施密特觸發(fā)器。當(dāng)輸入被測(cè)波形后，經(jīng)過(guò)整形電路后，輸出可以被計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的矩形波。從而達(dá)到整形目的，其圖示如圖所示：圖整形電路3.3計(jì)數(shù)器電路中的計(jì)數(shù)電路中采用的是74LS192計(jì)數(shù)器。74LS192是可預(yù)置的十進(jìn)制同步加減計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器狀態(tài)與減法還是加法無(wú)關(guān)。計(jì)數(shù)器有清零引腳CLR，清零后無(wú)論加減狀態(tài)，計(jì)數(shù)器輸出均為零。不進(jìn)行清零和加載操作，計(jì)數(shù)器一直循環(huán)計(jì)數(shù)，無(wú)所謂從哪里開(kāi)始。圖計(jì)數(shù)3.4譯碼顯示器譯碼顯示器是為了將計(jì)數(shù)器所計(jì)數(shù)的部分直觀的顯示出來(lái)的工具，由譯碼器和數(shù)碼管組成。本電路中采用的是7段譯碼器CD4511和7段數(shù)碼管。譯碼器接收來(lái)自計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)后，傳輸給數(shù)碼管并顯示。LED數(shù)碼管顯示為十進(jìn)制。如圖所示：圖譯碼顯示器

4芯片功能介紹4.1NE555的引腳及功能圖NE555是用內(nèi)部的定時(shí)器來(lái)構(gòu)成時(shí)基電路，給其他的電路提供時(shí)序脈沖的集成電路。

圖NE555引腳圖及功能圖4.274LS192的引腳及功能圖74LS19274LS192是同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器，它具有雙時(shí)鐘輸入，并具有清除和置數(shù)等功能。PL為置數(shù)端，CPU為加計(jì)數(shù)端，CPD為減計(jì)數(shù)端，TCU為非同步進(jìn)位輸出端，TCD為非同步借位輸出端，P0、P1、P2、P3為計(jì)數(shù)器輸入端，MR為清除端，Q1、Q2、Q3、Q4為數(shù)據(jù)輸出端。4.3CD4511的引腳及功能表CD4511具有鎖存、譯碼、消隱功能，通常以反相器作輸出級(jí)，通常用以驅(qū)動(dòng)LED。左邊的引腳表示輸入，右邊表示輸出，還有兩個(gè)引腳8、16分別表示的是VDD、VSS。

5結(jié)論密碼控制，就是要求在輸入正確的密碼的條件下，連通電路，實(shí)現(xiàn)后續(xù)電路的過(guò)程。在短短幾天的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)中，完成了此次對(duì)于簡(jiǎn)易密碼控制裝置的設(shè)計(jì)的技術(shù)要求。本次開(kāi)放實(shí)驗(yàn)中密碼輸入部分電路是一大難點(diǎn)，設(shè)計(jì)這部分電路也花費(fèi)了很多時(shí)間和精力。為了提高效率以及不影響總體的進(jìn)度和通順程度，我選擇最后設(shè)計(jì)連接這部分電路，從而完成對(duì)整個(gè)電路圖的設(shè)計(jì)。除了密碼輸入部分電路，計(jì)數(shù)器反饋控制時(shí)間也是設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題，在分區(qū)分析后才得以較好的解決，反饋回路影響到了7秒后的暫停，是很重要的一個(gè)部分。

6個(gè)人總結(jié)經(jīng)過(guò)為期一周的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，我獲益匪淺。很多很多曾經(jīng)只出現(xiàn)在書本上的東西一下子出現(xiàn)在面前，例如一些平時(shí)很常見(jiàn)的電子設(shè)備的電路圖設(shè)計(jì)，豐富了我的見(jiàn)識(shí)的同時(shí)，還較大程度上的鍛煉了我的邏輯思維能力、動(dòng)手能力和電路設(shè)計(jì)能力。同時(shí)也暴漏了我在親手做電路時(shí)出現(xiàn)的一些問(wèn)題，例如設(shè)計(jì)部周全導(dǎo)致線路混亂不堪，對(duì)于邏輯門電路的不熟悉等等。對(duì)此，我以后也要多加練習(xí)，多動(dòng)手，使理論和生活相結(jié)合，在實(shí)踐中獲取知識(shí)。當(dāng)我設(shè)計(jì)完整個(gè)電路的最后一點(diǎn)線路時(shí)，成就感是不言而喻的，看著出自自己手中的電路圖順利連通，滿足感油然而生。從一開(kāi)始的了解元器件，到研究原理，再到一點(diǎn)一點(diǎn)的設(shè)計(jì)出電路圖，最后到實(shí)品的誕生，一步步走來(lái)也是很不容易。從這過(guò)程中我也學(xué)到了很多平時(shí)學(xué)不到的東西。在此次對(duì)于簡(jiǎn)易密碼控制裝置的設(shè)計(jì)中，我了解了很多元器件的結(jié)構(gòu)和使用方法以及工作原理，也對(duì)元器件之間線路的排布有了新的心得體會(huì)，同時(shí)還鍛煉了獨(dú)自完成設(shè)計(jì)的工作能力和查閱大量資料來(lái)獲取最正確方式的習(xí)慣，這無(wú)疑對(duì)于我今后的學(xué)習(xí)和生活都是巨大的幫助。雖然這僅僅是一次短暫的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，但其中所包含的東西卻是對(duì)于我們今后的成長(zhǎng)都是極其有意義的，無(wú)形中鍛煉了我們對(duì)于日后道路和前途選擇的態(tài)度和能力。因小見(jiàn)大，有時(shí)候我們覺(jué)得這個(gè)器件這個(gè)設(shè)計(jì)多么簡(jiǎn)單，其實(shí)當(dāng)你親自動(dòng)手去做時(shí)才發(fā)現(xiàn)，一切都和自己想的不一樣，一切都是那么畏首畏尾。無(wú)論做什么事情都是這樣，只有靜下心來(lái)一點(diǎn)一點(diǎn)做，一步步走，才能獲得最后的收益。在這一段時(shí)間，我發(fā)現(xiàn)了自己動(dòng)手能力差，獨(dú)立思考問(wèn)題能力不強(qiáng)的問(wèn)題，經(jīng)常一個(gè)人動(dòng)手時(shí)就會(huì)舉步維艱，遇到問(wèn)題都不會(huì)大膽的去嘗試、去尋求答案，而是懷疑自己的想法。今后我也會(huì)逐漸克服自己的不足，經(jīng)常鍛煉自己獨(dú)立動(dòng)手獨(dú)立思考獨(dú)立做事情的能力，培養(yǎng)一種大膽嘗試、從實(shí)踐中獲得收益的生活態(tài)度，只有這樣才能掌控生活，掌控人生的道路。一周的開(kāi)放實(shí)驗(yàn)已經(jīng)結(jié)束，不過(guò)我們的人生之路才剛剛開(kāi)始，其實(shí)這都是相同的，都是在相熟中前進(jìn)，在已知與未知之間探索，在前人的道路上挖掘，但愿我們都可以收獲不一樣的自己，不一樣的人生。參考文獻(xiàn)1．康華光，電子技術(shù)基礎(chǔ)，高教出版社，2003。2．李銀華，電子線路設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京航空航天大學(xué)出版社，2005年6月。3.于曉平，數(shù)字電子技術(shù)，北京科學(xué)出版社，2004。4．何小艇，電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，浙江大學(xué)出版社，2001年6月。5．姚福安，電子電路設(shè)計(jì)與實(shí)踐，山東科學(xué)技術(shù)出版社，2001年10月。6．王澄非，電路與數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)實(shí)踐，東南大學(xué)出版社，1999年10月。7.陳爾紹，電子控制電路控制，電子工業(yè)出版社，2004年11月8.高吉祥，電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)與開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，北京電子工業(yè)出版社，2005。9．程勇，實(shí)例講解Multisim10電路仿真，人民郵電出版社，2010。10.郭振民，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EDA，中國(guó)水利水電出版社，2008。11．石磊，AltiumDesigner8.0中文版電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)教程，清華大學(xué)出版社，2009。12．邱關(guān)源，電路，2006年5月。13．胡翔駿，電路分析，2002年9月。14