電子密碼鎖的電路設計

1、數(shù)字電子技術課程設計題目：電子密碼鎖的電路設計姓名：彭艷濤專業(yè)：電子科學與技術班級：112班學號：指導教師：高偉霞2013年6月13日安徽科技學院理學院一、課程設計題目與目的（一）題目：電子密碼鎖電路設計。（二）目的：1：進一步掌握數(shù)字電路課程所學的理論知識。2:熟悉集中常用數(shù)字芯片的功能和應用，并掌握其工作原理，進一步學會使用其電路設計。3:了解數(shù)字系統(tǒng)設計的基本思想和方法，學會科學分析和解決問題。4:培養(yǎng)認真謹慎的工作作風和實事求是的工作態(tài)度。5:數(shù)字課程實驗室大學中為我們提供的唯一一次動手實踐的機會，增強動手實踐的能力。6:利用小規(guī)模電路設計一個簡易的電子密碼鎖控制電路。7:設計一個電子

2、密碼鎖控制電路，當輸入正確時，會輸出開鎖信號以推動執(zhí)行機構工作。用燈X2（綠燈）亮表示開鎖。8：學習使用Multisim10.0軟件進行數(shù)字電路設計。二、任務和要求方案：由下而上設計整個總統(tǒng)，首先構成功能單元電路在再由此組裝。此方案設計思路明確，所用知識簡單。易于調試安裝接線，但使用器件較多，系統(tǒng)不是很穩(wěn)定，用處明顯不足。但相對于初學者而言，選擇此方案比較實際，易于實現(xiàn)。（ 1） 電子密碼鎖設計要求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

3、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。（ 2） 電路課程設計的總體要求1 ：設計電路實現(xiàn)題目要求：2 ：電路在相當?shù)那闆r下設計越簡單越好；3 ：注意布線，要直角連接，選最短路徑，不要相互交叉；4：注意用電安全，不要加太高電壓，以免燒壞芯片和面包板。三、總體方案的選擇（1）總體方案的設計針對題目設計要求，經(jīng)過分析與思考，我擬定了以下四種方案：方案一：用TTL與CMO法片設計，由下而上設計整個總統(tǒng)，首先構成功能單元電路在再由此組裝

4、。此方案設計思路明確，所用知識簡單。易于調試安裝接線，但使用器件較多，系統(tǒng)不是很穩(wěn)定，用處明顯不足。但相對于初學者而言，選擇此方案比較實際，易于實現(xiàn)。方案二：用TTL與CMO法片設計，由下而上設計整個系統(tǒng)，首先確定系統(tǒng)的邏輯功能，將系統(tǒng)分為控制器和邏輯器，再用ASMW定控制器算法。由此方案系統(tǒng)集成度較高且穩(wěn)定，但控制器實現(xiàn)算法較難設計，且接線煩亂（需用總線），鑒于設計可實現(xiàn)問題。方案三：用可編程邏輯器件ispLSI1061實現(xiàn)設計，由下而上設計整個系統(tǒng)，將邏輯電路輸入可編程開發(fā)系統(tǒng)，編譯成JEDECC件實現(xiàn)系統(tǒng)電路。但是，基于初學者可編程邏輯器件知識欠缺，對系統(tǒng)軟件平臺和硬件的不熟悉，所以該設

5、計方案有明顯的難度。方案四：用單片機設計，用Keil編寫一個C程序，將其拷進單片機系統(tǒng)，從而實現(xiàn)密碼鎖功能。此方案只需在程序上花點功夫，易于實現(xiàn)，但對于單片機未免大材小用，不適合大規(guī)模設計。（2）總體方案的選擇方案一與其他方案最大的不同就在，方案一是基于基本要求而設計的。四種方案的基本思路相同，將整個設計電路的功能模塊化，設計思想比較簡單。元件種類使用的簡單而且少，且都較熟悉易于組裝電路。這么設計的出發(fā)點是，電路設計模塊化，易于檢查電路，對后面的電路組裝和電路調試都很方便。為了短時間內完成設計和高效率，我選擇了方案。四單元電路的設計設計所使用的元件及工具：74LS160D出進制計數(shù)器）2個74

6、08N（與門）4個74LS74D時數(shù)器）1個Switch（輸入開關）11個74LS85D傲值比較器）1個74LS74D觸發(fā)器）2個XFG1（g數(shù)信號發(fā)生器）1個74LS04D（非門）1個7432N城門）1個PROBE_DIG_GREEN（）1個PROBE_DIG_Rg燈）1個PROBE_DIG_BLU劇燈）1個五電子密碼鎖電路設計的內容及原理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X3亮表示報警）。電子密碼共分為

7、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，可通過字母Z,X,C,V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，用黃燈亮表示10秒內沒有解鎖，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。六電路仿真的原理圖電路剖析：此電路可以分為三個功能單元電路1） 密碼檢測與修改電路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=Z

8、,key=X,key=C,key=V鍵進行輸入密碼并與儲存密碼比較，或者在鍵盤上按Z,X,C,V也可以。只有在10s內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X1藍燈X3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。圖a密碼檢測與修改電路電路2） 鍵盤輸入限時電路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），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。由于LM555C延時器暫時還沒有學其原理，所

9、以就直接用XFG1（即函數(shù)信號發(fā)生器）當做脈沖源，其頻率改為1HZ即可。原理圖如下圖b所示。圖b鍵盤限時輸入電路3） 鎖定與解鎖電路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，即藍燈亮，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)（X3持續(xù)亮）。其電路原理圖如下圖c所示。圖c鎖定與解鎖電路4） 電子密碼鎖總原理圖圖e電子密碼鎖總原理電路九結論與心得1：通過對文獻資料的參照查找與對比，以及對仿真軟件Multisim的學習，不僅制作出了數(shù)字密碼鎖電路的全過程設計，調試，而且初步學會了如何設計數(shù)字系統(tǒng)。并且對電子密碼鎖的原理也懂了很多。在查找文獻資

10、料中不僅能學到許多東西，而且學會可許多解決問題的方法；而對Multisim的學習，則更加提高了自己時間操縱的能力。2：對課程設計說明書的撰寫，進一步加強了各方面能力的鍛煉，分析能力進一步加強。在書寫課程設計時，不僅要進行單元塊的調試，而且需要一步一步進行組裝，最后調試。在進行邏輯分析時，還要對其進行不對思考改進，強化了獨立解決問題的能力。3：在設計過程中，不斷尋求解決方案與方法，獨立進行學習與查找方案。另外，MicrosoftOfficeWord得到熟練應用。4：本來數(shù)字電子技術這門課學的不是很透徹，現(xiàn)在感覺學到了好多自己以前沒有學會的知識，對數(shù)字電子知識有了更深一層的體會和了解。5：在課程設計過程中，遇到了很多困難，比如說剛開始對原理一點都不懂，很是苦惱，但是后來經(jīng)過自己的刻苦努力鉆研，終于搞懂了原理，這個時候很有成就感?？傊?，這次這次電子密碼鎖的設計課題，讓我學會了很多東西。從一開始的無從下手，到逐漸掌握，再到完全弄明白原理，完成電路