數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)之?dāng)?shù)字密碼鎖電路設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 閔耀華 專業(yè)班級： 通信1001班 指導(dǎo)教師： 陳適 工作單位： 信息工程學(xué)院 題 目: 數(shù)字式密碼電子鎖電路設(shè)計(jì) 初始條件： 本設(shè)計(jì)既可以使用集成電路和必要的元器件等。本設(shè)計(jì)也可以使用單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建數(shù)字密碼電子鎖。自行設(shè)計(jì)所需工作電源。電路組成原理框圖見圖1，數(shù)字密碼鎖的實(shí)際鎖體一般由電磁線圈、鎖栓、彈簧和鎖柜構(gòu)成。當(dāng)線圈有電流時，產(chǎn)生磁力，吸動鎖栓，即可開鎖。反之則不開鎖。 圖1 數(shù)字式電子鎖電路原理框圖要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及技術(shù)要求，以及說明書撰寫等具體要求）1、課程設(shè)計(jì)工作量：1周。2、技術(shù)要求：課程設(shè)計(jì)中，鎖體用LED代替（如“綠燈亮”

2、表示開鎖，“紅燈亮”表示閉鎖）。其密碼為方4位（或8位）二進(jìn)制代碼（代碼自設(shè)定）。開鎖指令為串行輸入碼，當(dāng)開鎖密碼與存儲密碼一致時，鎖被打開。當(dāng)開鎖密碼與存儲密碼不一致時，可重復(fù)進(jìn)行，若連續(xù)三次未將鎖打開，電路則報(bào)警并實(shí)現(xiàn)自鎖。（報(bào)警動作為響1分鐘，停10秒）選擇電路方案，完成對確定方案電路的設(shè)計(jì)。計(jì)算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。安裝調(diào)試設(shè)計(jì)電路。3、查閱至少5篇參考文獻(xiàn)。按武漢理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)工作規(guī)范要求撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告書。全文用A4紙打印，圖紙應(yīng)符合繪圖規(guī)范。時間安排：1、 年 月 日集中，作課設(shè)具體實(shí)施計(jì)劃與課程設(shè)計(jì)報(bào)告格式的要求說明。2、 年 月 日，查閱相

3、關(guān)資料，學(xué)習(xí)電路的工作原理。2、 年 月 日 至 年 月 日，方案選擇和電路設(shè)計(jì)。2、 年 月 日 至 年 月 日，電路調(diào)試和設(shè)計(jì)說明書撰寫。3、 年 月 日上交課程設(shè)計(jì)成果及報(bào)告，同時進(jìn)行答辯。課設(shè)答疑地點(diǎn)： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日系主任（或責(zé)任教師）簽名： 年 月 日目 錄摘 要I1 緒 論12 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求23實(shí)驗(yàn)電路總體設(shè)計(jì)4 單元電路的設(shè)計(jì)與元器件選擇57課程設(shè)計(jì)心得體會128 參考文獻(xiàn)13摘 要數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)對所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識是一次實(shí)踐檢測的過程。本文的電子密碼鎖利用數(shù)字邏輯電路，實(shí)現(xiàn)對門的電子控制，并且有各種附加電路保證電路能夠安全工作，具有極高的安全系數(shù)。該系統(tǒng)主

4、要由密碼存儲電路，比較電路，開鎖輸入，報(bào)警電路，鎖體組成。密碼存儲電路與比較電路主要由開關(guān)和非門構(gòu)成，開鎖輸入主要由74LS194移位寄存器構(gòu)成，報(bào)警電路主要由74LS192和報(bào)警燈構(gòu)成關(guān)鍵詞：密碼存儲電路，比較電路，鎖體，報(bào)警電路，開鎖輸入電路1 緒 論隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國防、交通、科技及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個領(lǐng)域，它與人們的工作和生活息息相關(guān)。因此，只有掌握電子技術(shù)的基本知識和實(shí)用技能，才能適應(yīng)高速發(fā)展的信息時代。現(xiàn)代電子技術(shù)的快速發(fā)展,數(shù)據(jù)的采集與處理廣泛地應(yīng)用在自動化領(lǐng)域中。在生活或工業(yè)領(lǐng)域中 電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉

5、合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類很多，有簡易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價比較高的產(chǎn)品?，F(xiàn)代社會的電子科技的日新月異，這就要求我們獨(dú)力思考，理論聯(lián)系實(shí)際，并且發(fā)揮我們的創(chuàng)新意識，此次數(shù)電課程設(shè)計(jì)為我們提供了良好的實(shí)踐平臺，也為我們走向社會提供了良好的基礎(chǔ)。我們通過此次設(shè)計(jì)能將學(xué)到的理論知識應(yīng)用于實(shí)際，不僅能鞏固書本上的知識，而且要求我們獨(dú)立查閱資料，設(shè)計(jì)電路，焊接電路板，培養(yǎng)我們獨(dú)立思考的能力。我希望自己能夠充分利用這次機(jī)會，更加深刻的了解課本上的知識，以及培養(yǎng)自己的動手操作能力。2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求2.1設(shè)計(jì)的目的及主要任務(wù)設(shè)計(jì)的目的設(shè)計(jì)一個密碼鎖電路并具有報(bào)警功能 設(shè)計(jì)任務(wù)及主要技

6、術(shù)指標(biāo)課程設(shè)計(jì)中，鎖體用LED代替（如“綠燈亮”表示開鎖，“紅燈亮”表示閉鎖）。其密碼為方4位（或8位）二進(jìn)制代碼（代碼自設(shè)定）。開鎖指令為串行輸入碼，當(dāng)開鎖密碼與存儲密碼一致時，鎖被打開。當(dāng)開鎖密碼與存儲密碼不一致時，可重復(fù)進(jìn)行，若連續(xù)三次未將鎖打開，電路則報(bào)警并實(shí)現(xiàn)自鎖。（報(bào)警動作為響1分鐘，停10秒）選擇電路方案，完成對確定方案電路的設(shè)計(jì)。計(jì)算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。安裝調(diào)試設(shè)計(jì)電路。2.2設(shè)計(jì)思想 ：由移位寄存器構(gòu)成密碼輸入電路，有開關(guān)與非門構(gòu)成密碼比較與存儲電路，四個74LS192計(jì)數(shù)器分別構(gòu)成由輸入三次錯誤，報(bào)警60秒停10秒連續(xù)三次的報(bào)警電路，

7、燈泡亮表示報(bào)警，報(bào)警再加反饋回路實(shí)現(xiàn)對前面電路的控制。3實(shí)驗(yàn)總體設(shè)計(jì)3.1實(shí)驗(yàn)電路圖4各部分單元電路設(shè)計(jì)及器件選擇1、 開鎖輸入電路主要由移位寄存器構(gòu)成 其構(gòu)成電路圖如上圖所示 開關(guān)A閉合脈沖輸入，移位寄存器開始工作 ，密碼由此輸入進(jìn)去。2、 鎖體和密碼存儲電路主要由開關(guān)和非門構(gòu)成 74LS04引腳圖 其構(gòu)成的密碼存儲及密碼比較部分如上圖，左端接密碼輸入電路，若輸入的密碼正確則接到四輸入與非門均為高電平，故與非門輸出端為低電平；若輸入的密碼錯誤，則接到四輸入與非門的至少有一個為低電平，輸出為高電平。有開關(guān)的接非門與直接接導(dǎo)線構(gòu)成四位密碼的設(shè)置及密碼比較，開關(guān)1接非門表示設(shè)置密碼為0，接導(dǎo)線表示

8、設(shè)置的為1，則通過左邊過來的移位寄存器的四個輸出端的四位二進(jìn)制與其進(jìn)行比較。其四輸入與非門的輸出端的仿真的電路如下，高電平表示輸入錯誤情況，低電平表示輸入正確情況。3、其報(bào)警電路主要由74LS192芯片構(gòu)成 此為構(gòu)成密碼輸入三次的計(jì)時電路，其置數(shù)端接到四輸入與非門的輸出端，低電平有效，當(dāng)輸入錯誤時，置數(shù)端借的為高電平，故計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，脈沖接到up端則為加計(jì)數(shù)。當(dāng)增加到3時輸出為0011，故Qa，Qb端輸出接到與門，則與門輸出端為高電平，高電平反饋到開鎖輸入回路，使其不能進(jìn)行輸入，故為三進(jìn)制計(jì)數(shù)。其與門輸出端的仿真波形如下圖所示：此電路構(gòu)成報(bào)警60秒，停10秒，再報(bào)警電路，連續(xù)報(bào)警三次，由置數(shù)

9、端從低電平變?yōu)楦唠娖綄?shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)過程，對左邊與右邊芯片構(gòu)成69秒計(jì)數(shù)，中間構(gòu)成三進(jìn)制計(jì)數(shù)，脈沖端均接入到down端，則實(shí)現(xiàn)69秒減計(jì)數(shù)，左邊計(jì)數(shù)器輸出端均接到或門，實(shí)現(xiàn)從69秒到9秒的報(bào)警，此過程中燈泡亮，當(dāng)減到9秒后則燈滅，輸出端為借位端接到中間計(jì)數(shù)器脈沖端以此使其進(jìn)行計(jì)數(shù)，中間計(jì)數(shù)器的輸出端經(jīng)非門接到密碼輸入三次時的clr端使其停止工作。74LS00引腳圖如下74LS32或門引腳圖如下74LS08引腳圖如下5.課程設(shè)計(jì)心得體會通過這次的數(shù)電課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，也加深了對課本知識的理解。真正把課堂上學(xué)習(xí)到的理論知識運(yùn)用到實(shí)踐上，但這和真正的設(shè)計(jì)有著很大的差別，須知以后的設(shè)計(jì)將會更復(fù)雜。通

10、過本次課設(shè)我學(xué)到了很多，兩三個人一組即增加了我們的動手能力，又讓我學(xué)會了團(tuán)結(jié)一致，共同合作才能研究出更好的方案，我們將理論聯(lián)系實(shí)際，在交流中取得進(jìn)步，從問題中提高自己。本次試驗(yàn)加深了對mulsitim仿真軟件的理解，既鞏固了課堂上學(xué)到的知識，又掌握了集成電路芯片的應(yīng)用，在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法與原理，學(xué)會了科學(xué)的分析實(shí)際問題，通過小組討論獨(dú)立解決問題同時也培養(yǎng)了我認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。 雖說本次實(shí)驗(yàn)確實(shí)很緊張，但我們都盡了自己的最大努力去完成每一步，即使最后的結(jié)果并不是很完美，但是在做課設(shè)的過程中我們學(xué)到了很多，同時我們也認(rèn)識到自身的不足，相信在以后的學(xué)習(xí)實(shí)踐過程中我會更加努力，改正自身缺點(diǎn)，爭取做一個為祖國事業(yè)貢獻(xiàn)力量的人才。6.參考文獻(xiàn)1 吳友宇. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京：清華大學(xué)出版社,