密碼鎖數(shù)電課程設計

1、<p>　　《數(shù)字電子技術基礎》</p><p><b>　　課程設計報告</b></p><p><b>　　設計題目：</b></p><p><b>　　院 系：</b></p><p><b>　　專 業(yè)：</b></p

2、><p><b>　　班 級：</b></p><p><b>　　姓 名：</b></p><p><b>　　同組人員：</b></p><p><b>　　學 號：</b></p><p>　　二0一一年 十二

3、月 二十三日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　設計目的3</b></p><p><b>　　技術指標3</b></p><p><b>　　元器件清單3</b></p><p><

4、;b>　　電路框圖4</b></p><p><b>　　單元電路的設計5</b></p><p><b>　　密碼驗證模塊5</b></p><p><b>　　計時模塊6</b></p><p><b>　　鎖定輸出7</b>

5、;</p><p><b>　　邏輯組合模塊8</b></p><p><b>　　總電路圖9</b></p><p><b>　　問題及解決9</b></p><p><b>　　測試數(shù)據(jù)10</b></p><p>&l

6、t;b>　　心得體會12</b></p><p><b>　　參考文獻13</b></p><p><b>　　設計目的</b></p><p>　　鞏固和加深對電子電路基本知識的理解，提高綜合運用本課程所學知識的能力。</p><p>　　培養(yǎng)根據(jù)設計需要選學參考書籍，查閱相

7、關手冊、圖表和文獻資料的自學能力。</p><p>　　通過電路方案的分析、論證和比較，設計計算和選取元器件、電路組裝、調試和檢測等環(huán)節(jié)，初步掌握簡單實用的分析方法和工程設計方法。</p><p>　　學會簡單電路的實驗調試和性能指標的測試方法，提高動手能力和進行數(shù)字電子電路實驗的基本技能。</p><p>　　隨著人們生活水平的提高，如何實現(xiàn)家庭防盜這一問題也變的

8、尤其的突出，傳統(tǒng)的機械鎖由于其構造的簡單，被撬的事件屢見不鮮，電子鎖由于其保密性高，使用靈活性好，安全系數(shù)高，受到了廣大用戶的親睞。</p><p><b>　　技術指標</b></p><p>　　每把鎖都有其預先設定好的（六位二進制數(shù)）密碼，該密碼可以修改。輸入密碼按確定鍵后，若密碼正確則鎖打開（此設計用發(fā)光二極管S表示鎖，鎖打開就是點亮發(fā)光二極管S），打開的持續(xù)

9、時間Tx為按下確定鍵到松開后20秒（按住確定鍵不放的話S一直亮著）。若密碼不正確則電路發(fā)出報警信號（用放光二級管J和蜂鳴器表示，報警就是點亮放光二級管J，蜂鳴器響起），警報持續(xù)時間也為Tx。任意輸入密碼而不按確定鍵的話電路不會有反應。</p><p><b>　　元器件清單</b></p><p><b>　　電路框圖</b></p>

10、<p><b>　　單元電路的設計</b></p><p><b>　　密碼驗證模塊</b></p><p>　　此模塊主要是用輸入鍵盤和74LS138實現(xiàn)，74LS138為3線-8線譯碼器,它的真值表如表1-1.</p><p><b>　　表1-1</b></p>&l

11、t;p>　　由表1-1可知每個輸出端為0時都有唯一的輸入碼，所以可以把S1 S2 S3 A2 A1 A0作為密碼輸入端，與輸入鍵盤相連,共有26=64種輸入情況。Y0—Y7只需要選擇其中一端作為密碼驗證信號輸出就行了。有8個選擇，也就是修改密碼時，只有8個不同的固定密碼可以選。電路連接圖如1-1. </p><p>　　密碼和密碼選擇端對應表如表1-2</p><p><b&

12、gt;　　表1-2</b></p><p><b>　　計時模塊</b></p><p>　　此模塊選用555電路單穩(wěn)態(tài)的一種變形。如圖2-1.</p><p>　　按下確定開關將在時基電路輸出端OUT（第3引腳）產(chǎn)生高電平，經(jīng)延時Tx后，輸出端OUT將保持低電平不變。(Tx≈1.1R1C1)</p><p>

13、;　　當按鈕按下時C1儲存的電荷通過SW7泄放，2腳TR受低電平觸發(fā)，555置位，3腳輸出高電平。松開按鈕后，定時即開始，此時電源通過電阻R1向C1充電，使C1兩端電平不斷升高，當升至2/3Vcc時，時基電路復位，定時結束，3腳輸出低電平。</p><p><b>　　鎖定輸出</b></p><p>　　此模塊用的是D觸發(fā)器74LS175.其電路連接如圖3-1<

14、;/p><p>　　該模塊是把密碼驗證模塊送來的驗證結果存住。在按下確定鍵時，555電路3腳產(chǎn)生的上升沿使觸發(fā)器做出反應。如表3-1.</p><p><b>　　邏輯組合模塊</b></p><p>　　此模塊的兩個輸入端是接鎖定模塊的輸出端A和計時模塊的輸出端B。兩個輸出端分別接開鎖指示燈S和報警指示燈J。它們的真值表如表4-1。</p&

15、gt;<p><b>　　表4-1</b></p><p>　　所以S = A B J=A B</p><p>　　由此可以選用74LS00.實現(xiàn)該模塊的邏輯功能A的非直接用74LS175的3引腳輸出。其連接圖如圖4-1.</p><p><b>　　圖4-1</b></p>&l

16、t;p><b>　　總電路圖</b></p><p><b>　　問題及解決</b></p><p>　　設計該電路的最初方案是用51單片機實現(xiàn)，其優(yōu)點是硬件電路簡單，功能拓展方便。但該課程設計的要求是電路主要選用中規(guī)模TTL集成電路74系列（不能用專用集成電路）。所以放棄最初方案。</p><p>　　密碼驗證模塊

17、的最初設計方案是用邏輯門電路實現(xiàn)，但其缺點是電路連接復雜。還有一種普遍的方案是用數(shù)據(jù)比較器74LS85，其優(yōu)點是可以設置16種密碼但只用一片的話只有4位密碼輸入。使用譯碼器74LS138可使電路連接簡單得多，也可以有6位密碼輸入。</p><p>　　開始時設計存在一個缺點，就是在按確定鍵后到計時結束這段時間內(nèi)鍵盤密碼的輸入是有效。即在第一次按錯密碼而警報響起時馬上輸入正確密碼，則警報停，開鎖信號燈亮。其波形圖如

18、圖5-1.（S, J為低電平時才能點亮LED燈）</p><p>　　經(jīng)過思索應該引進鎖存器，翻閱資料好，發(fā)現(xiàn)D觸發(fā)器74LS175可以解決該問題，于是增加了74LS175。但還有個缺點，就是給電路上電時，前22秒是會給555電路的C1充電，3引腳在這段時間是高電平，而74LS175輸出的是低電平，有表4-1可知S亮，既鎖會打開。為解決這個缺點，可以增加個二極管。</p><p><

19、b>　　實物演示</b></p><p>　　初始狀態(tài)，此時警報燈和開鎖燈都滅，蜂鳴器不響</p><p>　　出入錯誤密碼 （100000），此時警報燈亮，開鎖燈滅，蜂鳴器發(fā)出警報聲響</p><p>　　輸入正確密碼 （100111），此時警報燈滅，開鎖燈亮，蜂鳴器不響</p><p><b>　　心得體會

20、</b></p><p>　　以上為所設計的電子密碼鎖，這是我跟同組人員經(jīng)過多次修改，多次連接電路而做好的一個課程設計。要完成一個完整的課程設計，確實不像其他作業(yè)那么容易輕松，它是需要你對課本有一個扎實的基礎知識，又需要你的邏輯思維能力和動手能力。在做這個課程設計的過程中，我重新溫習了這學期數(shù)電課本的知識，查閱了相關的一些資料，認真專心地和同組人員共同完成了它，雖然設計算是完整得做好，但由于我們水平有