雙鈕電子鎖論文

1、廣西科技大學(xué)（籌）課題名稱 雙鈕電子鎖 系 別 職 業(yè) 技 術(shù) 教 育 學(xué) 院專 業(yè) 電 子 信 息 工 程 班 級(jí) 電子Z102 班 學(xué) 號(hào) 姓 名 孫思琪 指導(dǎo)教師 廖貴成 摘 要 雙鈕電子鎖是指由兩個(gè)按鈕控制的密碼鎖。本設(shè)計(jì)是利用數(shù)字邏輯電路實(shí)現(xiàn)其功能的。設(shè)計(jì)過(guò)程采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，先分析任務(wù)，得到系統(tǒng)要求，然后進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，劃分子系統(tǒng)，然后進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)，決定各個(gè)功能子系統(tǒng)中的內(nèi)部電路，最后進(jìn)行測(cè)試。本文針對(duì)雙鈕電子鎖的設(shè)計(jì)要求，提出了如下方案：先定義和規(guī)定各個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)，再對(duì)模塊內(nèi)部進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)；詳細(xì)設(shè)計(jì)的時(shí)候又根據(jù)可采用的芯片，分析各芯片是否適合本次設(shè)計(jì)，選擇較合適的芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)，最

2、后將設(shè)計(jì)好的模塊組合調(diào)試，并最終在QuartusII下仿真通過(guò)。關(guān)鍵詞：雙鈕電子鎖 校驗(yàn)密碼 計(jì)數(shù)器 D觸發(fā)器1 前言 隨著人們生活水平的不斷提高，如何實(shí)現(xiàn)防盜也變得由為重要。傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于構(gòu)造的簡(jiǎn)單，被撬的事件屢見(jiàn)不鮮，而電子鎖由于其保密性高，使用靈活幸好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的親睞。作為電子信息工程這一專業(yè)的學(xué)生，我們都應(yīng)該能夠運(yùn)用學(xué)到的數(shù)電和模電知識(shí)，去解決和分析一些邏輯電路的問(wèn)題，繼而學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)具有一定邏輯功能的邏輯器件，這次的課程設(shè)計(jì)給了我們一個(gè)很好的學(xué)習(xí)如何實(shí)際運(yùn)用這些知識(shí)的機(jī)會(huì)。我們?cè)O(shè)計(jì)的雙鈕電子鎖是嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求來(lái)設(shè)計(jì)的，具有自設(shè)密碼的功能，有A ，B兩個(gè)輸入按鈕，每當(dāng)

3、按B按鈕時(shí)門(mén)鈴就會(huì)響，當(dāng)輸入密碼正確鎖就可打開(kāi)，不正確就會(huì)報(bào)警。 2 設(shè)計(jì)任務(wù)及方案 2.1 設(shè)計(jì)思路 要想實(shí)現(xiàn)雙鈕電子鎖的功能就要有輸入端口，用來(lái)輸入密碼；要有密碼儲(chǔ)存的，可以自設(shè)密碼的，并且還需要校驗(yàn)密碼，這就要用計(jì)數(shù)器等來(lái)實(shí)現(xiàn)；當(dāng)然輸出端口也是必不可少的，用來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)鎖和報(bào)警。2.2 設(shè)計(jì)方案 總體設(shè)計(jì)分為四個(gè)模塊，輸入模塊，密碼校驗(yàn)?zāi)K，計(jì)數(shù)模塊，輸出模塊。其中密碼校驗(yàn)?zāi)K又包含四個(gè)密碼儲(chǔ)存模塊（mima1,mima2,mima3,mima4） 。 總體設(shè)計(jì)方案思路如圖1所示： 輸入模塊校驗(yàn)?zāi)K輸出模塊計(jì)數(shù)模塊 圖1 設(shè)計(jì)方案組成圖3 具體設(shè)計(jì)步驟與方法。3.1 輸入模塊（如圖2所示）

4、圖2 輸入模塊由A ,B按鈕輸入密碼，且用A和B與非來(lái)控制復(fù)位清零；CLK輸入時(shí)鐘，CP輸入脈沖。3.2密碼校驗(yàn)?zāi)K（1）存儲(chǔ)模塊mima1（如圖3所示） 圖3 存儲(chǔ)模塊mima1框圖 A端輸入脈沖，只有當(dāng)輸入3個(gè)信號(hào)時(shí)（此模塊密碼為3），四輸入與門(mén)才輸出1，若此時(shí)B也輸入信號(hào)，則D觸發(fā)器（上）輸出1，否則輸出0。另一個(gè)D觸發(fā)器（下），如若密碼輸入信號(hào)過(guò)多，產(chǎn)生進(jìn)位，則其輸出1，再通過(guò)非門(mén)輸出0，那么此校驗(yàn)?zāi)K輸出0；如密碼輸入正確，那么此校驗(yàn)?zāi)K輸出1，下一密碼模塊開(kāi)始校驗(yàn)。 正確密碼仿真如圖4所示： 圖4 正確密碼仿真波形圖（2）其他3個(gè)密碼（密碼依次為4,6,9）儲(chǔ)存模塊相似，只是儲(chǔ)存密

5、碼不同，且當(dāng)要輸入密碼9時(shí)就要把計(jì)數(shù)器74160改換為74161。（3）四個(gè)儲(chǔ)存密碼模塊整合組成的校驗(yàn)?zāi)K（如圖5） 圖5 由四個(gè)儲(chǔ)存密碼模塊整合組成的校驗(yàn)?zāi)K正確密碼仿真如圖6所示 圖6 組合成的校驗(yàn)?zāi)K正確密碼仿真波形圖3.3計(jì)數(shù)模塊（如圖7所示） 圖7 計(jì)數(shù)模塊計(jì)數(shù)模塊原理與儲(chǔ)存密碼模塊mima1相同，當(dāng)輸入四個(gè)信號(hào)時(shí)輸出為1。正確密碼仿真如圖8所示： 圖8 計(jì)數(shù)模塊正確密碼仿真波形圖3.4輸出模塊（如圖9所示） 圖9 輸出模塊 輸出端口分別是KS（開(kāi)鎖）、BJdeng（報(bào)警燈）、BJbaojing(報(bào)警鈴)、mengling（門(mén)鈴）。校驗(yàn)?zāi)K的輸出和計(jì)數(shù)模塊的輸出經(jīng)由與門(mén)（上）輸出的信

6、號(hào)連接到KS，同時(shí)將信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)非門(mén)，再與計(jì)數(shù)模塊的輸出用與門(mén)（下）并起來(lái)，信號(hào)輸出接到報(bào)警燈與報(bào)警鈴。當(dāng)校驗(yàn)?zāi)K和計(jì)數(shù)模塊的輸出均為1時(shí)，與門(mén)（上）輸出信號(hào)為1，鎖被打開(kāi)，同時(shí)與門(mén)（下）輸出信號(hào)為0，此時(shí)報(bào)警燈和報(bào)警鈴均不工作；當(dāng)校驗(yàn)?zāi)K和計(jì)數(shù)模塊的輸出其中一個(gè)或者兩個(gè)為0時(shí)，與門(mén)（上）輸出信號(hào)為0，鎖沒(méi)有打開(kāi)，同時(shí)與門(mén)（下）輸出信號(hào)為1，此時(shí)報(bào)警燈和報(bào)警鈴處于工作狀態(tài)。3.5總體原理圖（如圖10所示） 圖10 總體原理圖總體電路仿真（1） 正確密碼仿真如圖11所示： 圖11 總體電路正確密碼仿真波形圖（2）錯(cuò)誤密碼仿真如圖12所示： 圖12 總體電路錯(cuò)誤密碼仿真波形圖4 心得體會(huì) 本次課程

7、設(shè)計(jì)歷時(shí)三個(gè)星期，在這三個(gè)星期的設(shè)計(jì)與思考過(guò)程中，可以說(shuō)是困難重重，但無(wú)論多么艱辛我們都沒(méi)有放棄，而是一個(gè)個(gè)問(wèn)題去解決去突破，最終在QuartusII上完成了雙鈕電子鎖的波形仿真，并在EDA實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行下載和模擬，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的要求。現(xiàn)將心得體會(huì)總結(jié)如下：1.由于是第一次接觸課程設(shè)計(jì)，而我們所學(xué)的理論知識(shí)也比較零散，如何將理論知識(shí)結(jié)合到實(shí)踐應(yīng)用中來(lái)顯得非常重要。所以拿到題目后我們遇到了不少的麻煩，剛開(kāi)始的兩天我們像無(wú)頭蒼蠅似的不知從何入手?；诖耍覀儾](méi)有忙于做設(shè)計(jì)，而是查找相關(guān)書(shū)籍資料認(rèn)真了解雙鈕電子鎖有關(guān)的設(shè)計(jì)原理，根據(jù)題目要求實(shí)現(xiàn)的功能劃分模塊，選擇最佳方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。從這里，我們懂得了拿到

8、一個(gè)項(xiàng)目，尤其是陌生的，一定不要急于動(dòng)手，而是事先查找資料，做好需求分析、概念分析、邏輯設(shè)計(jì)等，并完善設(shè)計(jì)思路和理念，否則只會(huì)事倍功半。2.要學(xué)會(huì)團(tuán)隊(duì)合作。相比以前做的數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，本次課程設(shè)計(jì)無(wú)論從難度上還是工作量上都大很多，故這時(shí)團(tuán)隊(duì)合作精神就顯得非常重要了。我們將雙鈕電子鎖的設(shè)計(jì)分為四個(gè)模塊，然后分工合作，最后整合編譯。這樣分工合作減輕了負(fù)擔(dān)，也使得設(shè)計(jì)井然有序。在分工合作的時(shí)候一定要明確各自的任務(wù)，并做好輸入輸出的正確鏈接。3.要學(xué)會(huì)與老師、同學(xué)的交流。很多難點(diǎn)的突破都來(lái)自于交流，交流使自己獲得更多信息，開(kāi)拓了思路。有時(shí)候同學(xué)的一句提示，老師的稍稍指導(dǎo)對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)都會(huì)帶來(lái)相當(dāng)大的啟發(fā)。就如本次的設(shè)計(jì)，起初我們沒(méi)有設(shè)計(jì)出門(mén)鈴的響聲，回來(lái)查找大量資料苦思冥想也弄不出來(lái)，后來(lái)老師說(shuō)在門(mén)鈴那里并上一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，給它合適的頻率就可以了。我們根據(jù)老師的提點(diǎn)，終于做出了門(mén)鈴發(fā)出響聲的功能。因此，一定要重視多多與別人交流。4.本次設(shè)計(jì)雖然艱辛，但我們收獲巨大。我們把理論應(yīng)用到了