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文檔簡介
.資料二、簡易密碼控制裝置1.功能簡述
設(shè)計并制作一個具有讀秒顯示功能的密碼控制器,輸入正確的密碼后開始讀秒,到達(dá)規(guī)定的秒數(shù)后,關(guān)閉待控制單元;密碼控制器設(shè)置有4個按鍵,按照一定的組合順序可以打開
待控制單元,默認(rèn)密碼:122234,電路示意圖如圖1所示。
圖1電路示意圖2.電路設(shè)計要求①路板上電復(fù)位正常
②入正確密碼后,CD4060產(chǎn)生1Hz方波信號,數(shù)碼管顯示數(shù)字“0”到“7”;第8秒時,密碼輸入部分電路、計數(shù)部分電路復(fù)位,數(shù)碼管持續(xù)顯示數(shù)字“0”,CD4060停止輸出脈沖信號,直到下一次輸入正確密碼;③輸入正確密碼后,繼電器吸合,8秒后,自動斷開;④輸入正確密碼后,NE555輸出2HZ方波信號驅(qū)動發(fā)光二極管閃爍,8秒后發(fā)光二極管熄滅。3.各芯片工作原理①CD4017:芯片引腳圖如圖2。十進(jìn)制計數(shù)/分頻器CD4017,其內(nèi)部由計數(shù)器及譯碼器兩部分組成,由譯碼輸出實現(xiàn)對脈沖信號的分配,整個輸出時序就是3、2、4、7、10、1、5、6、9、11腳依次出現(xiàn)與時鐘同步的高電平,寬度等于時鐘周期。CD4017有10個輸出端和1個進(jìn)位輸出端。每輸入10個計數(shù)脈沖,12腳就可得到1個進(jìn)位正脈沖,該進(jìn)位輸出信號可作為下一級的時鐘信號。15腳MR為高電平清零端,當(dāng)在MR端上加高電平或正脈沖時其輸出端3腳為高電平,其余輸出端均為低電平。14腳為時鐘輸入端,13腳為低電平使能端,當(dāng)13腳低電平,14腳輸入連續(xù)脈沖信號時,其對應(yīng)的輸出端依次變?yōu)楦唠娖綘顟B(tài),故可直接用作順序脈沖發(fā)生器。②CD4060:芯片引腳圖如圖3。CD4060由一振蕩器和14級二進(jìn)制串行計數(shù)器位組成,振蕩器的結(jié)構(gòu)可以是RC或晶振電路,12腳為高電平時,計數(shù)器清零且振蕩器使用無效。所有的計數(shù)器位均為主從觸發(fā)器。在CP1(和CP0)的下降沿計數(shù)器以二進(jìn)制進(jìn)行計數(shù)。在時鐘脈沖線上使用斯密特觸發(fā)器對時鐘上升和下降時間無限制。圖2CD4017引腳圖圖3CD4060引腳圖③74LS192:芯片引腳圖如圖4,真值表如圖6。74LS192是同步十進(jìn)制可逆計數(shù)器,它具有雙時鐘輸入,并具有清除和置數(shù)等功能。為置數(shù)端,5腳CPU為加計數(shù)端,4腳CPD為減計數(shù)端,12腳TCU為非同步進(jìn)位輸出端,13腳TCD為非同步借位輸出端,P0、P1、P2、P3為計數(shù)器輸入端,14腳為高電平清除端,Q0、Q1、Q2、Q3為數(shù)據(jù)輸出端。
④CD4511:芯片引腳圖如圖5,真值表如圖7。CD4511是一個用于驅(qū)動共陰極LED(數(shù)碼管)顯示器的BCD碼—七段碼譯碼器,特點(diǎn)如下:具有BCD轉(zhuǎn)換、消隱和鎖存控制、七段譯碼及驅(qū)動功能的CMOS電路能提供較大的拉電流??芍苯域?qū)動LED顯示器。各引腳的名稱:其中輸入端7、1、2、6腳分別表示A、B、C、D;3、4、5腳分別表示QUOTE(測試輸入端)、QUOTE(消隱輸入控制端)、QUOTE(鎖定控制端);輸出端13、12、11、10、9、15、14腳分別表示a、b、c、d、e、f、g。圖474LS192引腳圖圖5CD4511引腳圖圖674LS192真值表圖7CD4511真值表4.電路原理圖仿真設(shè)計(1)密碼按鍵及數(shù)碼管顯示密碼按鍵及數(shù)碼管顯示電路圖,如圖8所示。圖8密碼按鍵及數(shù)碼管顯示電路圖電路上電,CD4017的3腳與14腳為高電平。當(dāng)按鍵S1下時,三極管T1基級因高電平而飽和導(dǎo)通,進(jìn)而14腳變成低電平;按鍵松開,14腳恢復(fù)高電平。這相當(dāng)于給14腳一個脈沖,使輸出端的高電平跳到2腳。以此類推,按照122234密碼輸入后,輸出端5腳為高電平。此時5腳高電平,三極管T2飽和導(dǎo)通,使CD4060的12腳為低電平,振蕩器開始起振,調(diào)整滑動變阻器RP1,使其頻率為1Hz的時間脈沖輸出。74LS192預(yù)置數(shù)為0,當(dāng)接收到1Hz的時間脈沖時,開始從0計數(shù),隨即將計到的數(shù)傳給CD4511,最終驅(qū)動共陰七段數(shù)碼管顯示相應(yīng)數(shù)字。復(fù)位:當(dāng)計到第8秒時,74LS192的7腳為高電平給74LS192的14腳和CD4017的15腳,使74LS192與CD4017復(fù)位。(2)發(fā)光二極管閃爍8秒后,發(fā)光二極管閃爍電路圖,如圖9所示。圖9發(fā)光二極管閃爍電路圖當(dāng)密碼輸入結(jié)束后,CD4017的5腳為高電平,三極管T3飽和導(dǎo)通,電磁繼電器線圈供電,其彈片打到常開端,NE555振蕩電路得電起振,輸出2Hz的方波信號,驅(qū)動發(fā)光二極管閃爍。NE555振蕩電路的振蕩周期T=T1+T2。T1為電容充電時間,T2為電容放電時間。充電時間:T1=(RP2+RP3)C·ln2≈0.67(RP2+RP3)C發(fā)電時間:T2=RP3·C·ln2≈0.67RP3·C矩形波的振蕩周期:T=T1+T2=ln2(RP2+2RP3)C≈0.67(RP2+2RP3)C因此改變RP2、RP3和電容C4的值,便可改變矩形波的周期和頻率。
對于矩形波,除了用幅度,周期來衡量外,還有一個參數(shù):占空比q,q=(脈寬tw)/(周期T)tw指輸出一個周期內(nèi)高電平所占的時間。圖11所示電路輸出矩形波的占空比q=QUOTE。5.實物制作(1
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