數(shù)字電子技術課程設計——趙海川副本

1、滄州師范學院數(shù)字電子技術課程設計報告書設計題目_數(shù)字密碼鎖課程設計_院 系_機電工程系_專 業(yè)_電氣工程及其自動化_班 級_13-2 _姓 名_趙海川_ 學 號_14_指導老師_王炳章_ 2015年6月目錄目錄1任務書2一、設計目的3二、設計要求3三、總體方案3四、單元設計4五、總電路圖9六、調(diào)試運行9七、心得體會9八、參考文獻92012級電氣工程及其自動化專業(yè)課程設計任務書（題目八）系（部）： 機電工程系 專業(yè)： 電氣工程及其自動化學生姓名趙海川同 組 者史專指導教師王炳章題目名稱數(shù)字密碼鎖課程設計設計要求及設計參數(shù)1：設計一個密碼鎖的控制電路，當輸入正確代碼時，輸出開鎖信號以推動執(zhí)行機構工

2、作，用紅燈亮,綠燈熄滅表示關鎖；用綠燈亮，紅燈熄滅表示開鎖餓2：在鎖的控制電路中設計一個可以修改的4位，當開鎖按鈕開關（可設置成6位至8位，其中有效位4位，其余位為虛位）的輸入代碼等于存儲代碼時，開鎖。3：從第一個按鈕出動后的10秒內(nèi)若未將鎖打開，則電路自動復位并進入自鎖狀態(tài)，使之無法再打開，并由揚聲器發(fā)出持續(xù)20秒的報警信號。設計工作量一周：1、查找資料，根據(jù)要求的格式并結合所查資料寫出理論設計方案的全過程，實驗操作的步驟、數(shù)據(jù)以及結論。 2、學習使用MultiSim9軟件，利用MultiSim9畫出原理圖并進行仿真。 進度安排起止日期工作內(nèi)容備注6月27日-6月28日查找關于數(shù)字密碼鎖的相

3、關資料6月28日-6月29日在MultiSim9軟件上初步設計6月29日-6月30日設計初步完成運行并整改6月30日-7月1日調(diào)試并運行7月1日形成設計報告主要參考資料1、康華光。電子技術基礎數(shù)字部分（第五版）2、楊欣、王玉鳳、劉湘黔。電路設計與仿真基于Multisim9與protel993、標準集成電路數(shù)據(jù)手冊TTL電路指導教師簽名 年 月 日系（部）主管領導意見年 月 日答辯評委老師 年 月 日教研室意見年 月 日一、設計目的數(shù)字電子技術課程設計是一門獨立設課、有獨立學分的實踐性課程，同“數(shù)字電子技術”理論講授課程有密不可分的關系，起著相輔相成的作用，也是在“數(shù)字電子技術實驗”課的基礎上，

4、進一步深化的實踐環(huán)節(jié)。其主要目的是通過本課程，培養(yǎng)、啟發(fā)學生的創(chuàng)造性思維，進一步理解數(shù)字系統(tǒng)的概念，掌握小型數(shù)字系統(tǒng)的設計方法，掌握小型數(shù)字系統(tǒng)的組裝和調(diào)試技術，掌握查閱有關資料的技能?；救蝿帐窃O計一個小型數(shù)字電子系統(tǒng)。二、設計要求1：設計一個密碼鎖的控制電路，當輸入正確代碼時，輸出開鎖信號以推動執(zhí)行機構工作，用紅燈亮,綠燈熄滅表示關鎖；用綠燈亮，紅燈熄滅表示開鎖餓2：在鎖的控制電路中設計一個可以修改的4位，當開鎖按鈕開關（可設置成6位至8位，其中有效位4位，其余位為虛位）的輸入代碼等于存儲代碼時，開鎖。3：從第一個按鈕出動后的10秒內(nèi)若未將鎖打開，則電路自動復位并進入自鎖狀態(tài)，使之無法再打

5、開，并由揚聲器發(fā)出持續(xù)20秒的報警信號。三、設計方案1：數(shù)字密碼鎖控制電路的設計，可以理解為你是數(shù)字信號的處理和控制，即信號的輸入，存儲，對比，分析，檢測，反饋，輸出。電子密碼鎖的控制電路中儲存一個可以修改的4位代碼。當開鎖按鈕開關的輸入代碼等于儲存代碼時，發(fā)出開鎖信號(用燈X2亮表示報警)。電子密碼共分為兩個輸入?yún)^(qū)：密碼輸入?yún)^(qū)和密碼修改區(qū)。密碼輸入?yún)^(qū)有4個密碼按鍵。如果輸入密碼的時間超過10秒，電路將鎖定鍵盤并報警，防止他人非法操作。密碼修改區(qū)，有4個按鍵作為更改鍵，可通過數(shù)字1、2、3、4來控制。根據(jù)功能要求，繪制出如圖所示的原理框圖。在鍵盤輸入限時電路中，紅燈亮表示鎖死。在報警電路中，用

6、蜂鳴器報警20s表示20秒內(nèi)沒有解鎖，20s后用紅燈亮，而蜂鳴器報警結束表示電路進入自鎖狀態(tài)。2、根據(jù)此要求，繪制出如下的原理框圖。圖1 數(shù)字密碼鎖的原理圖四、單元電路的設計1、輸入控制電路74LS85D引腳圖 74LS85D芯片圖四位數(shù)值比較器74LS85D的功能表2 密碼檢測與修改電路2、開始時可以在電路中的key=8，key=7，key=6，key=5鍵設置起始開鎖密碼，或者在鍵盤上按數(shù)字8,7,6,5也可以實現(xiàn)。在key=4，key=3，key=2，key=1鍵進行輸入密碼并與儲存密碼比較，key=9為確定鍵，當開關接上面時，電路進入工作狀態(tài)，當開關接下面時，電路進入復位狀態(tài)。只有在1

7、0s內(nèi)輸入密碼與設置密碼相同時，鎖才打開（在總原理圖中此時X2綠燈亮），如下圖a所示。若有一個密碼不同且時間超過10s時，電路則會進入報警與鎖死狀態(tài)（在總原理圖中為蜂鳴器發(fā)出響聲，X2紅燈同時亮）。如果想換密碼也很容易，只要將電路中的密碼修改區(qū)中的幾個開關變換一下就可以了。當輸入密碼與原密碼相同時，74LS85D的5、7端輸出低電平而6端輸出高電平使報警狀態(tài)鎖死，故X1輸出位高電平綠燈亮74LS04D芯片圖及功能74LS32D芯片圖及功能2、 鍵盤輸入限時電路74LS192D引腳圖 74LLS192芯片圖 74LS192D功能表限時電路當密碼輸錯時，此時的5、7端其中一端是高電平，而另一端為低

8、電平，故此時的綠燈被鎖死為低電平，如果輸入密碼的時間超過10秒（一般而言用戶不會超過10秒），由于計時電路第一片的74LS192會在10秒后其進位輸出端輸出低電平而后的時間里會回到高電平，由于其輸出端接到第二片的時鐘脈沖上，故此過程讓第二片計數(shù)，使第二片得輸出端Qa變成高電平，此時(Qa+Qb) (Q5+Q7)為高電平使藍燈亮，同時由于Qa由低電平變?yōu)楦唠娖绞沟诙?4LS74D的脈沖沿觸發(fā)使其的輸出端信號由低電平變?yōu)楦唠娖绞荴2（紅燈亮），此時電路為報警狀態(tài)，防止他人非法操作，電路將對鎖發(fā)送鎖死信號并讓報警器開始持續(xù)20s的報警。當20秒后第二片74LS192D的輸出Qa、Qb同時為高電平時

9、使第一片74LS74D的脈沖信號輸入端由低電平變?yōu)楦唠娖绞褂|發(fā)器觸發(fā)，其輸出端由低電平變?yōu)楦唠娖?，其反向輸出端信號連到兩片74LS192D的置零端，使Qa、Qb為零，蜂鳴器停止工作，X2（紅燈）鎖死，持續(xù)亮。3、 鎖定與解鎖電路解鎖電路 74LS74D引腳圖 74LS74D芯片圖74LS74D功能表 在輸入密碼與設置密碼不同并超出10s時，電子密碼鎖關鎖，紅燈亮。并開始報警，此時電路進入鎖死狀態(tài)，在20秒后報警結束，但電路一直保持鎖死狀態(tài)（X2持續(xù)亮），當將key=9鍵接到低電平時，使兩片74LS74D置零，此時紅燈熄滅注：1. 第一次密碼正確，開鎖。2. 第二次密碼正確，開鎖，錯誤次數(shù)清零。

10、3. 第三次密碼正確，開鎖，錯誤次數(shù)清零。4. 按下四次密碼鍵（包括偽鍵），無效，清零。5. 三次密碼不正確報警，復位鍵按下，報警停止。五、總電路圖六、調(diào)試運行1開始接線前，檢查所有的電源，開關，面包板，燈泡等電路板上的額定器件。特別是面包板與芯片是否接觸良好。2接線時，接好一部分線路就檢查一遍。七、心得體會為期一周的課程設計已經(jīng)結束了，通過這次課程設計，確實讓我們學到了很多知識。本次課程設計主要是配合模擬電子技術和數(shù)字電子技術理論課程，對所學的知識系統(tǒng)的整理學習，鞏固了所學知識，對培養(yǎng)電路設計能力、提高實驗技術，深化理論理解起到了非常好的效果。通過對各元件的引腳功能、真值表的分析、并設計其原理圖，且利用電子電路計算機進行仿真使得學習研究電子技術變得更加簡單、直觀，學習效果進一步提高，帶動了學習的積極性。在設計過程中，我感受到了老師對學生那種誨人不倦的精神，每天的固定時間，老師都來給我們指導，使我們少走彎路，順利完成學習任務。請允許我向你們致以崇高的敬意，感謝你，老師