.....數(shù)字邏輯電路課程設(shè)計(jì)課題：電子密碼鎖設(shè)計(jì)姓名：班級(jí)：13通信學(xué)號(hào)：成績：指導(dǎo)開課時(shí)間:.....目錄摘要1一課程設(shè)計(jì)目的內(nèi)容及安排21.1設(shè)計(jì)目的21.2設(shè)計(jì)內(nèi)容21.3設(shè)計(jì)安排21.4設(shè)計(jì)內(nèi)容2二電子密碼鎖設(shè)計(jì)要求及總框圖32.1設(shè)計(jì)要求32.2總框圖4三各模塊電路設(shè)計(jì)53.1密碼輸入存儲(chǔ)比較模塊53.2五秒計(jì)時(shí)電路63.3二十秒計(jì)時(shí)電路83.4報(bào)警電路103.5總電路11四設(shè)計(jì)心得12五參考文獻(xiàn)13..電子密碼鎖摘要：設(shè)計(jì)一個(gè)密碼鎖的控制電路,當(dāng)輸入正確代碼時(shí),輸出開鎖信號(hào)以推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作,用紅燈亮、綠燈熄滅表示關(guān)鎖,用綠燈亮、紅燈熄滅表示開鎖；在鎖的控制電路中儲(chǔ)存一個(gè)可以修改的4位代碼,當(dāng)開鎖按鈕開關(guān)〔可設(shè)置成6位至8位,其中實(shí)際有效為4位,其余為虛設(shè)的輸入代碼等于儲(chǔ)存代碼時(shí),開鎖；從第一個(gè)按鈕觸動(dòng)后的5秒內(nèi)若未將鎖打開,則電路自動(dòng)復(fù)位并進(jìn)入自鎖狀態(tài),使之無法再打開,并由揚(yáng)聲器發(fā)出持續(xù)20秒的報(bào)警信號(hào)。密碼輸入存儲(chǔ)及比較部分使用芯片74LS194及74LS85。五秒及時(shí)部分采用芯片74LS161和數(shù)碼顯示管。二十秒報(bào)警電路由74LS160,555定時(shí)器組成的多諧振蕩器,LED燈和蜂鳴器組成。利用multisim對(duì)電路進(jìn)行仿真可以得到結(jié)果。關(guān)鍵詞：電子密碼鎖,計(jì)時(shí)電路,報(bào)警電路一課程設(shè)計(jì)目的內(nèi)容及安排1.1設(shè)計(jì)目的1根據(jù)設(shè)計(jì)要求,完成對(duì)交通信號(hào)燈的設(shè)計(jì)。2加強(qiáng)對(duì)Multisim10仿真軟件的應(yīng)用。3掌握交通信號(hào)燈的主要功能與在仿真軟件中的實(shí)現(xiàn)方法。4掌握74LS160,74LS192等功能。1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)密碼鎖的控制電路,當(dāng)輸入正確代碼時(shí),輸出開鎖信號(hào)以推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作,用紅燈亮、綠燈熄滅表示關(guān)鎖,用綠燈亮、紅燈熄滅表示開鎖；在鎖的控制電路中儲(chǔ)存一個(gè)可以修改的4位代碼,當(dāng)開鎖按鈕開關(guān)〔可設(shè)置成6位至8位,其中實(shí)際有效為4位,其余為虛設(shè)的輸入代碼等于儲(chǔ)存代碼時(shí),開鎖；從第一個(gè)按鈕觸動(dòng)后的5秒內(nèi)若未將鎖打開,則電路自動(dòng)復(fù)位并進(jìn)入自鎖狀態(tài),使之無法再打開,并由揚(yáng)聲器發(fā)出持續(xù)20秒的報(bào)警信號(hào)。1.3設(shè)計(jì)安排時(shí)間安排工作內(nèi)容第1天Multisim10.0軟件基本操作,講解課程設(shè)計(jì)有關(guān)內(nèi)容、要求、設(shè)計(jì)思路,設(shè)計(jì)說明編制方法等。第2天功能模塊設(shè)計(jì)、原理分析。第3天功能模塊設(shè)計(jì)、原理分析。第4天功能模塊仿真、分析。第5天功能模塊仿真、分析。第6天總體電路設(shè)計(jì)、分析。第7天總體電路仿真、分析。第8天答辯〔設(shè)計(jì)報(bào)名課后完成。1.4成績組成平時(shí)考勤占10%,平時(shí)完成情況占30%,答辯占30%,設(shè)計(jì)報(bào)名占30%。二電子密碼鎖設(shè)計(jì)要求及總框圖2.1設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)密碼鎖的控制電路,當(dāng)輸入正確代碼時(shí),輸出開鎖信號(hào)以推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作,用紅燈亮、綠燈熄滅表示關(guān)鎖,用綠燈亮、紅燈熄滅表示開鎖；在鎖的控制電路中儲(chǔ)存一個(gè)可以修改的4位代碼,當(dāng)開鎖按鈕開關(guān)〔可設(shè)置成6位至8位,其中實(shí)際有效為4位,其余為虛設(shè)的輸入代碼等于儲(chǔ)存代碼時(shí),開鎖；從第一個(gè)按鈕觸動(dòng)后的5秒內(nèi)若未將鎖打開,則電路自動(dòng)復(fù)位并進(jìn)入自鎖狀態(tài),使之無法再打開,并由揚(yáng)聲器發(fā)出持續(xù)20秒的報(bào)警信號(hào)。設(shè)計(jì)提示:該題的主要任務(wù)是產(chǎn)生一個(gè)開鎖信號(hào),而開鎖信號(hào)的形成條件是,輸入代碼和已設(shè)密碼相同。實(shí)現(xiàn)這種功能的電路構(gòu)思有多種,例如,用兩片8位鎖存器,一片存入密碼,另一片輸入開鎖的代碼,通過比較的方式,若兩者相等,則形成開鎖信號(hào)。在產(chǎn)生開鎖信號(hào)后,要求輸出聲、光信號(hào),聲音的產(chǎn)生由開鎖信號(hào)觸動(dòng)揚(yáng)聲器工作,光信號(hào)由開鎖信號(hào)點(diǎn)亮LED指示燈；用按鈕開關(guān)的第一個(gè)動(dòng)作信號(hào)觸發(fā)一個(gè)5秒定時(shí)器,若5秒內(nèi)無開鎖信號(hào)產(chǎn)生,讓揚(yáng)聲器發(fā)出特殊音響,以示警告,并輸出一個(gè)信號(hào)推動(dòng)LED不斷閃爍。2.2總體框圖三各模塊電路設(shè)計(jì)3.1密碼存儲(chǔ)輸入及比較部分3.1.1設(shè)計(jì)原理開始時(shí)可以在電路中第一片U374LS194中設(shè)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(shí)現(xiàn)。在另一片U174LS194進(jìn)行輸入密碼并與儲(chǔ)存密碼比較,只有在5s內(nèi)輸入密碼與設(shè)置密碼相同時(shí),鎖才打開〔在總原理圖中此時(shí)綠燈亮,如下圖所示。若有一個(gè)密碼不同且時(shí)間超過5s時(shí),電路則會(huì)進(jìn)入報(bào)警與鎖死狀態(tài)〔在總原理圖中l(wèi)ed燈與紅燈同時(shí)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(gè)開關(guān)變換一下就可以了。當(dāng)密碼相同時(shí),輸出端A=B輸出為1的信號(hào),綠燈亮。否則通過74LS32的連接紅燈亮。3.1.2電路設(shè)計(jì)密碼存儲(chǔ)部分密碼比較部分3.2.5秒計(jì)時(shí)電路3.2.1設(shè)計(jì)思路在輸入密碼的開關(guān)后面接上74LS32,從而達(dá)到輸入第一個(gè)密碼時(shí),開始五秒計(jì)時(shí)。同時(shí)在74LS161的清零端接上或門,一端連高電平,一端接密碼比較正確的綠燈一端,當(dāng)密碼在五秒內(nèi)輸入正確時(shí),五秒計(jì)時(shí)停止。五秒計(jì)時(shí)電路主要采用了計(jì)數(shù)器74LS161,對(duì)五秒定時(shí)電路來說,當(dāng)輸出為5的時(shí)候,輸出端為0101,要讓計(jì)數(shù)器停止,則需要將時(shí)鐘脈沖置為無效,因此可以把QA,QD端的高電平信號(hào)接出經(jīng)過一個(gè)與非門再與時(shí)鐘脈沖與非,則當(dāng)輸出為5時(shí),芯片的時(shí)鐘脈沖始終是高電平,不再有脈沖,計(jì)數(shù)器停止工作。3.2.2電路設(shè)計(jì)3.3.二十秒計(jì)時(shí)電路3.3.1設(shè)計(jì)思路五秒電路結(jié)束后,二十秒計(jì)時(shí)電路開始工作并且開始報(bào)警。將五秒電路中QA,QD的高電平端接與門從而達(dá)到五秒結(jié)束以后二十秒電路開始工作的效果。將高電平信號(hào)與電源信號(hào)相與非送到U1的清零端,達(dá)到電路自鎖的效果。二十秒計(jì)時(shí)由兩片74LS160構(gòu)成。這種同步可預(yù)置四位二進(jìn)計(jì)數(shù)器是由四個(gè)D型觸發(fā)器和若干個(gè)門電路構(gòu)成,內(nèi)部有超前進(jìn)位,具有計(jì)數(shù)、置數(shù)、禁止、直接〔異步清零等功能。對(duì)所有觸發(fā)器同時(shí)加上時(shí)鐘,使得當(dāng)計(jì)數(shù)使能輸入和內(nèi)部門發(fā)出指令時(shí)輸出變化彼此協(xié)調(diào)一致而實(shí)現(xiàn)同步工作。這種工作方式消除了非同步〔脈沖時(shí)鐘計(jì)數(shù)器中常有的輸出計(jì)數(shù)尖峰。緩沖時(shí)鐘輸入將在時(shí)鐘輸入上升沿觸發(fā)四個(gè)觸發(fā)器。這種計(jì)數(shù)器是可全編程的,即輸出可預(yù)置到任何電平。當(dāng)預(yù)置是同步時(shí),在置數(shù)輸入上將建立一低電平,禁止計(jì)數(shù),并在下一個(gè)時(shí)鐘之后不管使能輸入是何電平,輸出都與建立數(shù)據(jù)一致。清除是異步的〔直接清零,不管時(shí)鐘輸入、置數(shù)輸入、使能輸入為何電平,清除輸入端的低電平把所有四個(gè)觸發(fā)器的輸出直接置為低電平。有了超前進(jìn)位電路后,無須另加門,即可級(jí)聯(lián)出n位同步應(yīng)用的計(jì)數(shù)器。它是借助于兩個(gè)計(jì)數(shù)使能輸入和一個(gè)動(dòng)態(tài)進(jìn)位輸出來實(shí)現(xiàn)的。兩個(gè)計(jì)數(shù)使能輸入〔ENP和ENT計(jì)數(shù)時(shí)必須是高電平,且輸入ENT必須正反饋,以便使能動(dòng)態(tài)進(jìn)位輸出。因而被使能的動(dòng)態(tài)進(jìn)位輸出將產(chǎn)生一個(gè)高電平輸出脈沖,其寬度近似等于QA輸出高電平。此高電平溢出進(jìn)位脈沖可用來使能其后的各個(gè)串聯(lián)級(jí)。使能ENP和ENT輸入的跳變不受時(shí)鐘輸入的影響。電路有全獨(dú)立的時(shí)鐘電路。改變工作模式的控制輸入〔使能ENP、ENT或清零縱使發(fā)生變化,直到時(shí)鐘發(fā)生為止,都沒有什么影響。計(jì)數(shù)器的功能〔不管使能、不使能、置數(shù)或計(jì)數(shù)完全由穩(wěn)態(tài)建立時(shí)間和保持時(shí)間所要求的條件來決定。3.3.2電路設(shè)計(jì)3.4報(bào)警電路3.4.1設(shè)計(jì)思路利用555定時(shí)器形成多諧振蕩器產(chǎn)生脈沖,使LED燈不斷閃爍,蜂鳴器發(fā)出聲音。其中需要調(diào)小蜂鳴器的工作電壓,將其頻率調(diào)高。多諧振蕩器是能產(chǎn)生矩形波的一種自激振蕩器電路,由于矩形波中除基波外還含有豐富的高次諧波,故稱為多諧振蕩器。多諧振蕩器沒有穩(wěn)態(tài),只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài),在自身因素的作用下,電路就在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間來回轉(zhuǎn)換,故又稱它為無穩(wěn)態(tài)電路。由555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器,R1,R2和C是外接定時(shí)元件,電路中將高電平觸發(fā)端和低電平觸發(fā)端并接后接到R2和C的連接處,將放電端接到R1,R2的連接處。由于接通電源瞬間,電容C來不及充電,電容器兩端電壓uc為低電平,小于〔1/3Vcc,故高電平觸發(fā)端與低電平觸發(fā)端均為低電平,輸出uo為高電平,放電管VT截止。這時(shí),電源經(jīng)R1,R2對(duì)電容C充電,使電壓uc按指數(shù)規(guī)律上升,當(dāng)uc上升到〔2/3Vcc時(shí),輸出uo為低電平,放電管VT導(dǎo)通,把uc從〔1/3Vcc上升到〔2/3Vcc這段時(shí)間內(nèi)電路的狀態(tài)稱為第一暫穩(wěn)態(tài),其維持時(shí)間TPH的長短與電容的充電時(shí)間有關(guān)。充電時(shí)間常數(shù)T充=〔R1＋R2C。由于放電管VT導(dǎo)通,電容C通過電阻R2和放電管放電,電路進(jìn)人第二暫穩(wěn)態(tài)。其維持時(shí)間TPL的長短與電容的放電時(shí)間有關(guān),放電時(shí)間常數(shù)T放＝R2C0隨著C的放電,uc下降,當(dāng)uc下降到〔1/3Vcc時(shí),輸出uo。為高電平,放電管VT截止,Vcc再次對(duì)電容c充電,電路又翻轉(zhuǎn)到第一暫穩(wěn)態(tài)。不難理解,接通電源后,電路就在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)之間來回翻轉(zhuǎn),則輸出可得矩形波。電路一旦起振后,uc電壓總是在〔1/3～2/3Vcc之間變化。3.4.2電路設(shè)計(jì)3.5總電路四設(shè)計(jì)小結(jié)通過對(duì)文獻(xiàn)資料的參照查找與對(duì)比,以及對(duì)仿真軟件Multisim的學(xué)習(xí),不僅制作出了數(shù)字密碼鎖電路的全過程設(shè)計(jì),調(diào)試,而且初步學(xué)會(huì)了如何設(shè)計(jì)數(shù)字系統(tǒng)。并且對(duì)電子密碼鎖的原理也懂了很多。在查找文獻(xiàn)資料中不僅能學(xué)到許多東西,而且學(xué)會(huì)可許多解決問題的方法；而對(duì)Multisim的學(xué)習(xí),則更加提高了自己時(shí)間操縱的能力。對(duì)課程設(shè)計(jì)說明書的撰寫,進(jìn)一步加強(qiáng)了各方面能力的鍛煉,分析能力進(jìn)一步加強(qiáng)。在書寫課程設(shè)計(jì)時(shí),不僅要進(jìn)行單元塊的調(diào)試,而且需要一步一步進(jìn)行組裝,最后調(diào)試。在進(jìn)行邏輯分析時(shí),還要對(duì)其進(jìn)行不對(duì)思考改進(jìn),強(qiáng)化了獨(dú)立解決問題的能力。在設(shè)計(jì)過程中,不斷尋求解決方案與方法,獨(dú)立進(jìn)行學(xué)習(xí)與查找方案。另外,MicrosoftOfficeWord得到熟練應(yīng)用。本來數(shù)字電子技術(shù)這門課學(xué)的不是很透徹,現(xiàn)在感覺學(xué)到了好多自己以前沒有學(xué)會(huì)的知識(shí),對(duì)數(shù)字電子知識(shí)有了更深一層的體會(huì)和了解。在課程設(shè)計(jì)過程中,遇到了很多困難,比如說剛開始對(duì)原理一點(diǎn)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(gè)時(shí)候很有成就感。總之,這次這次電子密碼鎖的設(shè)計(jì)課題,讓我學(xué)會(huì)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,完成電路圖,整個(gè)過程確實(shí)是很辛苦！但當(dāng)完成的那一刻內(nèi)心也確實(shí)有種成就感油然而生。與此同時(shí)自己也知道了自己數(shù)