數(shù)字密碼鎖課程設(shè)計報告

1、<p>　　設(shè)計課題：數(shù)字密碼校驗設(shè)計</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、摘要…………………………………………………………………………………………… 2</p><p>　　二、設(shè)計任務(wù)與要求………………………………………………………………………………2</p><p>

2、;　　三、方案設(shè)計與論證 ………………………………………………………………………………3</p><p>　　3.1 方案選擇………………………………………………………………………………………3</p><p>　　方案一：555集成電路構(gòu)成的密碼鎖電路………………………………………………3</p><p>　　方案二：基于74LS1944的移位寄存電路設(shè)計 ………

3、…………………………………4</p><p>　　方案三：基于74LS153的選擇器密碼電路………………………………………………4</p><p>　　方案四：基于8D鎖存器74LS373的鎖存密碼電路……………………………………5</p><p>　　3.2 方案選擇論證…………………………………………………………………………………6</p><

4、;p>　　四、單元電路設(shè)計、參數(shù)計算及元器件選擇…………………………………………………7</p><p>　　4.1總體框圖設(shè)計………………………………………………………………………………7</p><p>　　4.2 功能模塊部分………………………………………………………………………………9</p><p>　　4.2.1 脈沖電路…………………………………

5、……………………………………………9</p><p>　　4.2.2 密碼保存及讀取……………………………………………………………………11</p><p>　　4.2.3 密碼比較電路………………………………………………………………………13</p><p>　　4.2.4 密碼恢復(fù)與修改模塊……………………………………………………………14</p>

6、<p>　　4.2.5 電路狀態(tài)顯示與報警電路………………………………………………………16</p><p>　　4.2.6 時間控制電路……………………………………………………………………17</p><p>　　4.2.7 錯誤次數(shù)計數(shù)電路…………………………………………………………………19</p><p>　　4.2.8 鎖定計時電路…………

7、………………………………………………………………20</p><p>　　五、總原理圖及元器件清單……………………………………………………………………………22</p><p>　　5.1 總原理圖…………………………………………………………………………………………22</p><p>　　5.2 元件清單………………………………………………………………………………

8、…………24</p><p>　　5.3實驗儀器工具……………………………………………………………………………………24</p><p>　　六、安裝與調(diào)試……………………………………………………………………………………………25</p><p>　　七、性能測試與分析 ……………………………………………………………………………………27</p>&l

9、t;p>　　7.1 測試過程中得錯誤、分析及解決辦法……………………………………………………27</p><p>　　7.2 電路最終性能 …………………………………………………………………………………28</p><p>　　八、結(jié)論與心得……………………………………………………………………………………………29</p><p>　　九、參考文獻(xiàn)………………

10、………………………………………………………………………………30</p><p><b>　　一、摘要</b></p><p>　　本次課程設(shè)計的題目是電子密碼校驗設(shè)計，由輸入密碼、設(shè)定密碼、寄存電路、比較電路、顯示電路、修改密碼組成。本電子密碼鎖利用數(shù)字邏輯電路，實現(xiàn)對鎖的電子控制，突破了傳統(tǒng)的機械鎖的單一性、保密性低、易撬性的缺點，數(shù)字電子密碼鎖具有保密性高、使用

11、靈活性好、安全系數(shù)高的優(yōu)點。</p><p>　　主要工作部分是將輸入密碼與正確密碼進(jìn)行比較，密碼正確時綠色發(fā)光二極管亮，密碼錯誤則紅色發(fā)光二極管亮。輸入電路將8位密碼并行輸入，并將8位二進(jìn)制密碼寄存在74LS373中。密碼是否相等利用同或門將輸入的密碼和預(yù)定密碼進(jìn)行比較，當(dāng)相等時便觸發(fā)紅色發(fā)光二極管，不相等則作用到綠色發(fā)光二極管。同時經(jīng)過顯示譯碼器作用到數(shù)碼顯示器顯示密碼。它的電路結(jié)構(gòu)簡單，但電路具有復(fù)雜的數(shù)字

12、邏輯關(guān)系，密碼破譯難度較大，操作簡單，用戶使用方便。綜合看來，此電子密碼鎖實用性強。隨著電子產(chǎn)品向智能化和微型化的不斷發(fā)展，數(shù)字邏輯電路電子芯片已成為電子產(chǎn)品研制和開發(fā)首選的控制器。</p><p><b>　　二、設(shè)計任務(wù)與要求</b></p><p>　　利用所學(xué)電路的理論和知識進(jìn)行設(shè)計， 設(shè)計一個電子鎖，密碼為8位二進(jìn)制代碼，當(dāng)開鎖輸入碼與密碼一致時，綠燈亮表示

13、鎖開，當(dāng)開鎖輸入碼與密碼不一致時，紅燈亮且報警。</p><p>　　具有錯誤報警，輸入時間限制，輸入次數(shù)限制及鎖定電路等功能。在鎖定期間一切操作無效并且發(fā)出警報聲。</p><p><b>　　操作流程：</b></p><p>　　1）：電路初始化后，初始密碼位1111 1111，輸入密碼后按下確認(rèn)按鈕綠燈亮。</p><

14、;p>　　2）：按下修改密碼按鍵，輸入用戶密碼，輸入用戶密碼后將修改鍵拉回并打亂開關(guān)。</p><p>　　3）：電路已經(jīng)儲存用戶密碼，再次開鎖時應(yīng)輸入用戶密碼，按下確定鍵綠燈亮即可。若密碼輸入錯誤，確定后，紅燈亮并且伴隨警報聲。</p><p>　　4）：開鎖時，電路開始計時，并且會記錄誤操作次數(shù)。當(dāng)電路計時打到120秒或者誤操作達(dá)到四次時，電路自鎖256秒。自鎖期間一切操作無效，

15、并且會一直發(fā)出警報聲。</p><p><b>　　三、方案設(shè)計與論證</b></p><p>　　基礎(chǔ)課程設(shè)計本著鍛煉同學(xué)們基本方案構(gòu)思和實際動手能力的目的，方案更多的要求是實際實施性強盡量能在同學(xué)們的力所能及范圍內(nèi)解決問題。本次要求設(shè)計制作一電子密碼鎖，要求能實現(xiàn)對鎖的電子控制，具有密碼靈活度高，安全系數(shù)大等特點。</p><p><

16、b>　　3.1 方案選擇</b></p><p>　　3.1.1 方案一：555集成電路構(gòu)成的密碼鎖電路</p><p>　　圖 1 555時基集成電路組成的電子密碼鎖電路</p><p>　　方案一電路原理較簡單，當(dāng)且僅當(dāng)所有的K1開關(guān)單開、K0開關(guān)閉合時，電路才會執(zhí)行開鎖命令。</p><p>　　這個電子密碼鎖是“密

17、碼”安排在鑰匙和鎖孔中，只有兩者的“密碼”一致才能開鎖。555的各主要功能（控制）引腳均用“密碼”開關(guān)才能連接到適當(dāng)?shù)奈恢茫ǖ鼐€或電源正端）。所有標(biāo)有K0的開關(guān)是正確開鎖時應(yīng)當(dāng)連通的開關(guān)，所有標(biāo)有K1的開關(guān)是正確開鎖時不能連通的開關(guān)。這樣，只有所有的K0連通，555第3腳才會輸出高電平，雙向可控硅3061才導(dǎo)通使繼電器吸動，完成開鎖動作。否則，555第3腳不會有高電平輸出，無法開鎖。此方案相對簡單，靈活度低，需要制作相應(yīng)的鑰匙和鎖孔，要

18、求機械程度比較高。</p><p>　　3.1.2 方案二：基于74LS1944的移位寄存電路設(shè)計</p><p>　　此方案采用74LS116，74LS135，74LS25，74LS194，74LS147，555時基電路等組成。輸入0-9任意四位數(shù)字作為開鎖密碼，在下次開鎖時必須輸入設(shè)定密碼，輸入密碼確認(rèn)后開鎖工作。先有74LS147編碼將輸入信號編碼，再有鎖存電路將輸入信號鎖存。由74

19、LS194組成的一位電路控制鎖存工作，再由74LS135，,7LS25組成密碼校驗電路。當(dāng)密碼驗證成功則輸出開鎖信號。</p><p>　　主要原理：應(yīng)用電子元件組成電路實現(xiàn)對輸入信號檢驗功能，如符合要求則輸出開鎖信號。本電路設(shè)計單元電路有密碼輸入電路、密碼校驗電路、密碼存儲電路、開鎖電路、報警電路、電源電路等。其方框圖如圖2所示：</p><p>　　圖2 移位寄存器電子密碼鎖結(jié)構(gòu)圖

20、</p><p>　　本電路可以實現(xiàn)預(yù)知密碼功能，在密碼鎖工作時，只有在規(guī)定時間內(nèi)輸入正確的密碼，密碼鎖才工作，否則密碼鎖報警電路被啟動而發(fā)出報警聲。</p><p>　　3.1.3 方案三：基于74LS153的選擇器密碼電路</p><p>　　是以數(shù)據(jù)選擇器74LS153為中心的數(shù)字邏輯電路，外加與門74LS08，譯碼器74LS139，六反相器74LS04增加了

21、電路數(shù)字邏輯關(guān)系的復(fù)雜度，加大了密碼破譯的難度系數(shù)。此方案密碼輸入部分由八個單刀雙擲開關(guān)組成，密碼輸入靈活度非常高，變換多樣，密碼驗證部分由四塊數(shù)字芯片組成，增加了電路的數(shù)字邏輯關(guān)系，使密碼鎖的密碼破譯難度加大，具有密碼輸入靈活度高，安全系數(shù)大的特點。</p><p><b>　　原理圖如下：</b></p><p>　　圖3： 74LS153組成的數(shù)字電子密碼鎖原理

22、框圖</p><p>　　數(shù)字電子密碼鎖的核心是由數(shù)據(jù)選擇器74LS153組成，電路分為三部分：第一部分是由八個單刀雙擲開關(guān)組成的密碼輸入電路，密碼輸入共有28=256種輸入方式，但能正確開鎖的輸入方式只有16種；第二部分是由與門、譯碼器、反相器、數(shù)據(jù)選擇器組成的密碼驗證部分，當(dāng)密碼驗證正確后，數(shù)據(jù)選擇器會輸出一路高電平；第三部分由三極管、繼電器、電磁鐵組成的執(zhí)行開鎖電路。總的電路結(jié)構(gòu)簡單，但具有復(fù)雜的數(shù)字邏輯關(guān)

23、系，密碼破譯難度較大，操作簡單，用戶使用方便。綜合看來，此電子密碼鎖實用性強，但相對復(fù)雜且一次破譯機率為1/8。</p><p>　　3.1.4 方案四：基于8D鎖存器74LS373的鎖存密碼電路</p><p>　　此方案采用兩個8D鎖存器74LS373用于存儲密碼和接收輸入信號，兩者進(jìn)入比較器進(jìn)行比較。共設(shè)有八個用戶輸入鍵，74LS373為密碼存儲器件。先將74LS373的C和OC端置

24、低電平，使其處于送數(shù)狀態(tài)。當(dāng)輸入密碼后將OC置于高電位，則鎖存器將密碼信號鎖存，然后按鍵復(fù)位。當(dāng)下次開鎖時只有在規(guī)定時間內(nèi)，規(guī)定次數(shù)內(nèi)輸入密碼才會發(fā)出開鎖信號，否則不能開鎖。并且，當(dāng)時間或輸入次數(shù)到達(dá)一定值后，電路會自鎖一段時間，并發(fā)出警報聲。警報結(jié)束后，電路回復(fù)原狀，計時及計數(shù)歸零，直至下一次開鎖動作。</p><p>　　第一部分是密碼輸入部分，由八個開關(guān)構(gòu)成，密碼輸入共有28=255種輸入方式（注：從000

25、0--1111 共256種組合），但能正確開鎖的輸入方式只有1種，安全性較高。第二部分是由74LS373組成的密碼鎖存電路，通過控制74LS373的芯片管腳特性來控制芯片的工作狀態(tài)。第三部分是由74LS85組成的比較器（或者是同或門組成的比較電路），來比較輸入信號與寄存密碼的相等與否。第四部分是有二極管構(gòu)成的開鎖信號電路，黃燈處于待開狀態(tài)，綠燈表示開鎖正確，紅燈及警報聲表示開鎖錯誤或者是鎖存狀態(tài)。第五部分是計時及計數(shù)部分，計時表示從準(zhǔn)備

26、開鎖到開鎖完成所規(guī)定的時間，以及鎖存時期的鎖存時間，計數(shù)記錄的是誤操作的次數(shù)。</p><p><b>　　方框圖如下： </b></p><p>　　圖4：基于74LS373的密碼鎖原理方框圖</p><p>　　此方案邏輯復(fù)雜程度高，電路結(jié)構(gòu)適中，密碼共256種，開鎖密碼只有一種，在不知道密碼的情況下，一次性開鎖的概率為1/256，安全

27、性非常高。另外，電路還具有其他附加功能（如：計時開鎖，計數(shù)開鎖、鎖定電路等），對于用戶來說非常實用。</p><p>　　3.2 方案選擇論證</p><p>　　方案一的靈活度低，電路需要制作鑰匙和鎖孔，鎖的機械程度高。方案二的的精確性雖高，但是由于是串行輸入，導(dǎo)致電路復(fù)雜程度很高。方案三的電路密碼總數(shù)很多，但是在不知道密碼的情況下的開鎖幾率高達(dá)1/8，顯然不符合人們的生活需求。方案四的

28、靈活度高，電路思路清晰，邏輯性強，開鎖幾率僅為1/256且有其他很多附加功能。但是密碼僅有0/1兩位鍵碼，略顯不足。</p><p>　　四套方案各有各的優(yōu)點和不足，但選擇方案時應(yīng)遵循以下原則：</p><p>　　：設(shè)計的密碼鎖操作簡單易行。</p><p>　　：設(shè)計電路實用，思路清晰具有邏輯性。</p><p>　?。涸O(shè)計時所需的器件易

29、于尋找。</p><p>　　：考慮到密碼鎖的相應(yīng)技術(shù)要求，比如可靠性，操作性等。</p><p>　　結(jié)合上述分析及這幾點原則，最后我們選擇使用第四種方案來制作我們的電子密碼鎖。</p><p>　　四、單元電路設(shè)計、參數(shù)計算及元器件選擇</p><p>　　4.1 總體框圖設(shè)計</p><p>　　圖5：密碼鎖原理

30、方框圖</p><p><b>　　總體思路：</b></p><p>　?。?）密碼輸入：通過八個開關(guān)按鍵進(jìn)行密碼輸入。開代表1，關(guān)代表0。八個開關(guān)共有0000--1111共256種輸入方式。</p><p>　　（2）保存初始密碼：由于本設(shè)計利用8D鎖存器74LS373進(jìn)行密碼的鎖存，對于控制該芯片的管腳EN，LE即可將輸入的密碼保存。由于

31、74LS373的本身芯片特性，在初始化沒有允許信號的時候，Q0--Q7的輸出為高阻態(tài)，顯示電位為高電位。故而，初始密碼可以理解為1111 1111。輸入初始密碼后，即可按下修改按鈕（密碼通過時，與開鎖信號一同構(gòu)成修改密碼的信號）進(jìn)行密碼存儲，存儲完后復(fù)位修改按鈕即可。也可以是利用復(fù)位按鈕進(jìn)行密碼存儲。</p><p>　?。?）輸入開鎖密碼：在設(shè)置完初始密碼后就開始進(jìn)行開鎖。輸入開鎖密碼為并行輸入，也是利用密碼輸

32、入的八個開關(guān)按鍵進(jìn)行輸入。輸入完成后，若電路此時未被鎖定（電路誤操作次數(shù)或操作時間達(dá)到一定程度時，電路發(fā)出鎖定信號，一切操作不可用），按下確定按鈕，即可使另外一片74LS373讀入開鎖密碼。</p><p>　　密碼校驗：要進(jìn)行開鎖就要將解鎖密碼與初始密碼進(jìn)行比較，如果相同就解鎖，綠燈亮；如果不同就不解鎖，紅燈亮，并發(fā)出警報聲。原本設(shè)計利用比較器74LS85進(jìn)行比較，可是后來因為硬件原因，比較芯片錯誤。后采用利用

33、同或門與與門結(jié)合的方式將對應(yīng)的端口進(jìn)行一一比較，只有八對密碼完全相同的情況下才能輸出1，否則輸出0。通過判斷輸出即可判斷密碼的正確性。</p><p>　　輸入時間的限制：在準(zhǔn)備輸入時，會有一個準(zhǔn)備開鎖的信號發(fā)出，使得脈沖信號通過與門加載到74LS160與74LS161的級聯(lián)計數(shù)電路上。通過輸出控制，當(dāng)輸出為C0（120s）時，電路被鎖定，拒絕輸入等一切操作。</p><p>　　錯誤輸入

34、次數(shù)的計數(shù)：錯誤次數(shù)的計數(shù)功能要求為，當(dāng)輸入錯誤密碼連續(xù)達(dá)到4次之后就拒絕輸入，而且數(shù)碼管8和數(shù)碼管7只顯示“0”。當(dāng)輸入錯誤密碼連續(xù)達(dá)到小于3次以下時，再輸入正確的密碼時計數(shù)器要清“0”。要實現(xiàn)這個功能我們采用了計數(shù)器74160，我們將最后的比較結(jié)果與計數(shù)器74160的CLOCK與MR端相連接，當(dāng)輸入錯誤時（紅燈亮），端口電位從0變?yōu)?，計數(shù)器計數(shù)加。但是當(dāng)比較結(jié)果為相等（綠燈亮）時就會對MR端置“0”，置零。當(dāng)錯誤次數(shù)達(dá)到四次時，電

35、路給出鎖定信號，電路被鎖定，拒絕輸入等一切操作。</p><p>　　鎖定計時電路：利用兩個74LS161計數(shù)器構(gòu)成。當(dāng)輸入時間或輸入次數(shù)達(dá)到限制時，給出信號致使脈沖信號加載到由兩個74LS161級聯(lián)構(gòu)成的計數(shù)電路上。計數(shù)電路開始工作，并通過邏輯門給出鎖定信號。鎖住保存輸入密碼的74LS373的LE端口，使得不能讀入所要輸入的密碼從而不能與保存用戶密碼的74LS373的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。鎖定期間紅燈亮，并且發(fā)出警報聲

36、。當(dāng)計數(shù)達(dá)到FF（共計時255s）時，鎖定電路送出清零信號，使得限制計時和限制計數(shù)計數(shù)全部清零。電路回到初始狀態(tài)。</p><p>　　4.2 功能模塊部分</p><p>　　4.2.1 脈沖電路</p><p>　　此處提到的脈沖電路在計數(shù)器計時與報警電路的驅(qū)動中均用到，只不過是頻率不同而已。就其理論上來說是一致的。</p><p>　　

37、本次利用555組成多諧振蕩器來產(chǎn)生脈沖波（計時電路頻率1s方波，報警裝置高頻方波）只要通過控制對應(yīng)的電阻與電容的對應(yīng)參數(shù)，就可以控制輸出端口的輸出脈沖波的頻率。</p><p>　　555定時器內(nèi)部原理圖和管腳圖如下所示：</p><p>　　圖6 555內(nèi)部原理圖 圖7 555管腳圖</p><p>　　本系統(tǒng)設(shè)計所

38、需的秒脈沖是用555定時器構(gòu)成多諧振蕩器來產(chǎn)生的，電路設(shè)計如圖7(a)所示。該電路沒有穩(wěn)態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)，也不需要外加觸發(fā)信號，利用電源VCC通過R1和R2向電容器C充電，使Uc逐漸升高，升到2VCC/3時，跳變到低電平，放電端D導(dǎo)通，這時，電容器C通過電阻R2和D端放電，使Uc下降，降到VCC/3時，Uo跳變到高電平，D端截止，電源VCC又通過R1和R2向電容器C充電。如此循環(huán)，振蕩不停， 電容器C在VCC/3和2VCC/3之間充電

39、和放電，輸出連續(xù)的矩形脈沖，其波形如圖7(b)所示：</p><p>　　圖8 555構(gòu)成的振蕩電路及即波形</p><p>　　輸出信號Uo的脈寬tw1、tw2、周期T的計算公式如下:</p><p>　　tw1＝ln2*(R1＋R2)C</p><p>　　tw2＝ln2R2C</p><p>　　T＝tw1＋t

40、w2＝ln2(R1＋2R2)C</p><p>　　根據(jù)要求，該系統(tǒng)中要使555構(gòu)成的多諧振蕩電路產(chǎn)生10Hz的脈沖，因此我們可令R1= 15k，R2= 65k（滑動變阻器，用于調(diào)節(jié)最后的輸出），C= 10uF，得到周期T=ln21.005s，即按照圖8（a）連接的電路就可以產(chǎn)生約為1Hz的方波脈沖。</p><p>　　同理，按照以上算法，取C=0.01uf，R1=10k，R2為100k

41、的滑動變阻器，通過調(diào)節(jié)滑動變阻器即可由3號管腳輸出高頻脈沖（驅(qū)動小喇叭，輸出頻率應(yīng)該在1000Hz級別），即按照圖9（b）連接即可</p><p>　?。╝）秒脈沖電路 （b）高次脈沖電路</p><p>　　圖9 555產(chǎn)生脈沖信號</p><p>　　由于1s脈沖信號的頻率太低（為1Hz），利用普通示波器很難顯示，只能利

42、用二極管顯示燈顯示其輸出狀況。但高頻信號可以用示波器顯示并測得頻率，本次試驗高頻信號的顯示截屏如下：</p><p>　　圖10 高頻脈沖的輸出顯示</p><p>　　4.2.2 密碼保存及讀取</p><p>　　密碼保存及讀取利用的是本設(shè)計的核心芯片74LS373和8個輸入開關(guān)組成的，結(jié)合其他一些信號構(gòu)成的完整模塊。圖11為74LS373的管腳圖及說明：&l

43、t;/p><p>　　圖11 74LS373的管腳圖</p><p>　　74LS373的輸出端 Q0--Q7可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端OE為低電平時，Q0--Q7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負(fù)載或總線。當(dāng) OE 為高電平時，Q0--Q7呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端LE為高電平時，Q隨數(shù)據(jù)D而變。當(dāng)LE為低電平時，Q被鎖存在已建

44、立的數(shù)據(jù)電平。</p><p>　　引出端符號D0～D7 數(shù)據(jù)輸入端 OE 三態(tài)允許控制端（低電平有效） LE鎖存允許 Q0--Q7輸出端。真值表：</p><p>　　表1 74LS373真值表</p><p>　　根據(jù)要求，在這部分電路里要能做到寄存密碼并且讀取所輸入的密碼，所以共用到兩個74LS373。一個用來保存密碼，存完密碼后將LE端口置零，則Qn將

45、保存所要保存的用戶密碼。另外一個74LS373在電路不被鎖住的情況下，即鎖定信號不為零（不鎖定），當(dāng)輸入完密碼后，按下確定按鈕，則由鎖定信號與確認(rèn)信號相與組成的控制信號將使這個74LS373的LE端口置一，則輸出口Qn讀取對應(yīng)的Dn的值，讀取密碼成功。讀取密碼成功后，將與所保存的用戶密碼進(jìn)行比較。</p><p>　　實際電路圖如下圖所示：</p><p>　　圖12 密碼保存及讀取電路

46、</p><p>　　4.2.3 密碼比較電路</p><p>　　本部分是在電路未被鎖定，確定按鈕按下后，將輸入密碼與保存密碼進(jìn)行比較的電路。只有輸入密碼與保存密碼完全相同的情況下給出開鎖信號；否則，給出報警信號。在本設(shè)計本模塊中，原本想利用兩個74LS85(四位數(shù)值比較器)級聯(lián)進(jìn)行比較，最后由輸出端FA=B,，F(xiàn)A<B 以及FA>B三個端口給出最后的開鎖或是報警信號。但是在

47、搭建電路過程中，由于所購買的74LS85芯片出現(xiàn)問題，不能實現(xiàn)所要的功能，最后才決定使用八個同或門（兩輸入相同時輸出為1）來代替設(shè)計時所需要的74LS85芯片。同或門由74LS86(四2輸入異或門)與74LS04（六反相器）構(gòu)成，用以完成最后所需要的同或門的邏輯關(guān)系，然后把各個同或門的輸出放在與門的輸出口即可。</p><p><b>　　電路圖如下：</b></p><

48、p>　　圖13 密碼比較電路</p><p>　　由上述電路圖可知，只有當(dāng)輸入密碼與所保存的密碼對應(yīng)位完全相同時，數(shù)據(jù)才會通過與門最后輸出1，即輸入密碼正確。否則，任意一位不同，則對應(yīng)數(shù)據(jù)通過同或門后的輸出為0，導(dǎo)致最后經(jīng)過與門后的輸出信號為零，即輸入密碼錯誤。通過最后的輸出情況，連接對應(yīng)的LED燈指示，即可表示出密碼的正確與否。</p><p>　　注：此方法雖然利用了較多的芯

49、片與連線，邏輯性不如利用74LS85(四位數(shù)據(jù)比較器)所構(gòu)成的電路圖強，但是他們所實現(xiàn)的最終效果卻完全相同，在沒有74LS85的情況下我們選擇了這種方案。</p><p>　　4.2.4 密碼恢復(fù)與修改模塊</p><p>　　這部分電路是為了實現(xiàn)電路的人性化而設(shè)計的。當(dāng)輸入正確后，用戶可以有修改密碼的操作，當(dāng)然，在密碼輸入錯誤或者是未輸入密碼前，用戶是修改不了密碼的。另外，當(dāng)用戶忘記密

50、碼而無法開鎖時，電路還配有復(fù)位功能，即打開復(fù)位開關(guān)，重新輸入密碼，然后再關(guān)上開關(guān)，電路已鎖存重新輸入的密碼。與修改信號不同的是，復(fù)位信號不需要先前的開鎖成功信號，而可以直接進(jìn)行密碼設(shè)置。當(dāng)然，在實際的密碼復(fù)位按鍵的位置設(shè)計還應(yīng)由具體的物理環(huán)境決定，外界人員是不能隨便按下復(fù)位按鍵進(jìn)行密碼重置的。</p><p>　　具體的電路設(shè)計還是利用74LS373的附加管腳功能端LE。在OE為低電平的情況下，當(dāng)LE端為低電平時

51、，輸出端Q輸出原來鎖存器內(nèi)存儲的值，只有當(dāng)LE端為高電平的情況下，Q輸出端讀取對應(yīng)當(dāng)時D的輸入的值，在LE回到低電平后鎖存該值。具體電路是控制保存密碼的74LS373的LE端口來控制該鎖存器的操作，對應(yīng)電路圖如圖14所示：</p><p>　　圖14 密碼修改與恢復(fù)電路</p><p>　　如上述電路圖所示，當(dāng)輸入密碼錯誤時，密碼修改按鍵信號不能通過與門送至LE端口，故而在密碼錯誤的情況

52、下不能進(jìn)行密碼修改的操作；當(dāng)輸入密碼正確時，打開密碼修改按鍵，密碼修改信號得以通過，通過與密碼恢復(fù)按年共同組成的或門后使得74LS373（1）的LE端口接收到高電位，此時鎖存器可以讀取開關(guān)輸入的新密碼，輸入完成后關(guān)上密碼修改按鍵即可。另外，在用戶忘記密碼的情況下，直接通過密碼恢復(fù)按鍵也可以進(jìn)行密碼重置，如圖示，當(dāng)打開密碼恢復(fù)按鍵時，高電位通過或門到達(dá)LE端口，使得鎖存器也可以讀取開關(guān)輸入的新的密碼，輸入完成后將密碼恢復(fù)按鍵關(guān)下即可。&l

53、t;/p><p>　　密碼修改與密碼恢復(fù)功能使得此密碼鎖電路的人性化特點得到了較好的體現(xiàn)。</p><p>　　4.2.5 電路狀態(tài)顯示與報警電路</p><p>　　電路由狀態(tài)顯示與報警電路組成。報警電路很簡單，小喇叭負(fù)極接地，用警報信號控制高頻脈沖輸入到小喇叭的正極即可。在電路需要發(fā)生警報的時候，警報信號為1可以使高頻信號通過；在正常狀態(tài)不需要警報的情況下，警報信號

54、為0，小喇叭得不到高次脈沖，不響。</p><p>　　狀態(tài)顯示狀態(tài)由三個狀態(tài)LED燈顯示，當(dāng)電路確認(rèn)按鍵未被打開的情況下，黃燈亮，表示電路處于準(zhǔn)備狀態(tài)。密碼輸入并打開確認(rèn)按鍵后，由密碼比較電路進(jìn)行比較，若密碼正確，綠燈會亮。若密碼不正確或是由于超時超次導(dǎo)致電路被鎖的情況下，紅燈會亮，并給出警報信號為1，使得小喇叭發(fā)出警報聲。</p><p><b>　　電路圖如下：</b

55、></p><p>　　圖15 狀態(tài)顯示及警報電路</p><p>　　如電路圖所示，在電路確認(rèn)按鍵未被打開的情況下，確認(rèn)信號為0，使得比較信號紅綠燈均不亮，通過非門后使黃燈亮。密碼輸入完成后，按下確認(rèn)按鍵，確認(rèn)信號為1，黃燈滅，若密碼正確則綠燈亮，否則紅燈亮，誤操作次數(shù)加1，警報信號為1，高頻信號使喇叭發(fā)出警報。另外，在電路超時或超次之后，也會給出相應(yīng)信號使得紅燈亮，并發(fā)出警報聲

56、。狀態(tài)顯示及警報功能得以實現(xiàn)。</p><p>　　4.2.6 時間控制電路</p><p>　　此處電路設(shè)計的主要目標(biāo)是為了添加密碼鎖的一個必要的附加功能，對輸入密碼的時間進(jìn)行要求控制，在一定時間范圍內(nèi)若能輸出正確的密碼，則計時清零；若在規(guī)定時間內(nèi)未能輸入正確的密碼，則電路將會被鎖定，并發(fā)出警報。鎖定時間內(nèi)無法操作。</p><p>　　設(shè)計中采用典型的常用脈沖

57、計數(shù)器74160（十進(jìn)制同步計數(shù)器）與74161（十六進(jìn)制同步計數(shù)器）進(jìn)行計時，74160作為個位計時，74161作為十位計時。兩者的管腳及工作方式完全相同，唯一的區(qū)別就是他們的計數(shù)位數(shù)不一樣。</p><p>　　圖16與表2分別是芯片74161（0）的管腳圖及真值表：</p><p>　　圖16 74161（0）的管腳示意圖</p><p>　　74161（0

58、）具有一下功能：</p><p>　　1、異步清零。當(dāng)RD=0時，不管其他輸入端的狀態(tài)如何，不論有無時鐘脈沖CP，計數(shù)器輸出將直接被置零（Q3Q2Q1Q0=0000）；</p><p>　　2、同步并行置數(shù)。 當(dāng)RD=1，LD=0時，在輸入脈沖CP上升沿的作用下，并行輸入端的數(shù)據(jù)d3d2d1d0被置入計數(shù)器的輸出值，即Q3Q2Q1Q0=d3d2d1d0。由于這個操作要與CP上升沿同步

59、，所以成為同步預(yù)置數(shù)。</p><p>　　3、計數(shù)。當(dāng)RD=LD=EP=ET=1時，在CP端輸入計數(shù)脈沖的條件下，計數(shù)器進(jìn)行二進(jìn)制加法計數(shù)。</p><p>　　4、保持。當(dāng)RD=LD=1，且EP*ET=0，即兩個使能端有0時，則計數(shù)器保持原來的狀態(tài)不變。這是，如果EP=0，ET=1，則進(jìn)位輸出信號RCO保持不變；如果ET=0，則不管EP狀態(tài)如何，僅為輸出信號RCO為低電平0。</

60、p><p><b>　　真值表如下：</b></p><p>　　表2 74161（0）的功能表</p><p>　　計時電路中，通過開始按鈕將1Hz脈沖信號送入計時器，計時電路開始計時，當(dāng)計數(shù)到120s（電路顯示為C0）時電路送出超時信號給到鎖定電路中，鎖定電路給出鎖定信號將脈沖信號鎖定，無法繼續(xù)計數(shù)，直到鎖定時間到達(dá)，給出清零信號，脈沖繼續(xù)給

61、如，電路歸原，繼續(xù)計時。</p><p>　　具體電路圖如下圖所示，電路初始狀態(tài)下，鎖定信號為1。開始按鍵也是清零信號的構(gòu)成之一，在開始按鍵打開之前計數(shù)器的清零信號有效，只有打開按鍵，計數(shù)器才開始工作。打開開始按鍵后，秒脈沖信號通過與門加載到計數(shù)器上，進(jìn)行計數(shù)。由高位計數(shù)器的Q2與Q3相與構(gòu)成超時信號的輸出，當(dāng)高位計數(shù)器Q3Q2Q1Q0=1100（C）時，送出超時信號，電路輸出鎖定信號，脈沖被在外面，計數(shù)器保持輸

62、出不變，此時鎖定電路開始計數(shù)，直到鎖定計數(shù)完成后，鎖定結(jié)束信號構(gòu)成計數(shù)器的清零信號，計數(shù)器清零，輸出情況改變，鎖定信號無效，繼續(xù)進(jìn)行計數(shù)。</p><p>　　圖17 時間控制電路</p><p>　　4.2.7 錯誤次數(shù)計數(shù)電路</p><p>　　此部分電路是為了實現(xiàn)電路的錯誤計數(shù)功能。密碼輸入錯誤一次，計數(shù)器加一，計數(shù)到四次后送出鎖定信號。設(shè)計中也是利用74

63、160進(jìn)行計數(shù)，將錯誤輸出線接到CLOCK處，進(jìn)行錯誤計數(shù)。</p><p>　　錯誤信號在確認(rèn)按鍵打開之前為0，當(dāng)確認(rèn)按鍵打開并且輸入錯誤時，錯誤信號變?yōu)?，產(chǎn)生一個上升沿，使得對上升沿計數(shù)的74160加一計數(shù)。Q2=1，即輸出Q3Q2Q1Q0=0100(4)時，電路送出超次信號，給出鎖定信號，錯誤信號不再變化，計數(shù)器保持不變。鎖定電路開始計數(shù)，直到鎖定計數(shù)完成后，鎖定結(jié)束信號構(gòu)成計數(shù)器的清零信號，計數(shù)器清零，

64、輸出情況改變，鎖定信號無效，繼續(xù)進(jìn)行計數(shù)。</p><p>　　4.2.8 鎖定計時電路</p><p>　　在本部分電路中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)較為精確時間的鎖定，仍然采取利用兩個計數(shù)器74161進(jìn)行計時。電路鎖定條件（超時或超次）達(dá)到后，鎖定計時電路開始工作，整體電路被鎖定電路鎖死。鎖定計時電路計時完成后，給出解鎖信號，即鎖定結(jié)束，電路恢復(fù)工作。</p><p>　　圖

65、19 鎖定計時電路</p><p>　　如電路圖所示，當(dāng)電路超時或者超次后，送出鎖定信號的同時還會將會使秒脈沖通過與門使得鎖存計時電路開始工作。送出的鎖定信號會使密碼讀取74LS373處在不能工作的狀態(tài)，也會使開始計時電路和錯誤計數(shù)電路保持輸出不變。鎖定計時電路的脈沖得以通過進(jìn)行計時，當(dāng)計時完成，兩個74161的計時顯示達(dá)到FF（255）時，兩個芯片的RCO端口會同時為1，通過或門后給出鎖定結(jié)束信號。鎖定結(jié)束信

66、號是或門后取反組成，故低電平有效。鎖定結(jié)束信號有效時，開始計時、錯誤計數(shù)以及鎖定計時所用到的74160或者74161全部被置零。當(dāng)開始計時或者錯誤計數(shù)被置零后，其輸出不滿足鎖定條件，則鎖定信號無效，電路又回到正常的工作狀態(tài)。電路總共的鎖定時間為255s，鎖定期間電路會亮紅燈并發(fā)出警報，除了關(guān)閉開始按鍵以外，其他所有操作不可行，對電路不會造成影響，較好的實現(xiàn)了密碼鎖的基本功能。</p><p>　　以下各圖片是實物

67、連接出來的部分效果圖：</p><p>　?。╝）實際中警報電路 （b）密碼輸入正確 綠燈亮 （c）密碼輸入錯誤 紅燈亮 </p><p>　?。╠）實際中對應(yīng)的限時限次及鎖定計時顯示</p><p>　?。╡） 實際中總體電路概況</p><p>　　圖20 實際電路中對應(yīng)的圖</p><p>　　五

68、、總原理圖及元器件清單</p><p>　　電路總原理圖如上圖所示。由圖中可看出，在準(zhǔn)備開鎖的時候應(yīng)該打開開始按鍵，計時器計時開始。在電路未被鎖定的情況下，由八個并行輸入口輸入密碼后，按下確定按鈕，將會對所輸入的密碼與存儲的密碼進(jìn)行比較。比較結(jié)果通過紅（錯）綠（對）等進(jìn)行反應(yīng)。若密碼輸入正確，則限制計時及錯誤計數(shù)電路清零。在輸入密碼正確的情況下還可以按下修改密碼按鍵進(jìn)行密碼修改。如果密碼輸入錯誤，則紅燈亮，并且伴

69、有警報聲，錯誤計數(shù)電路將會加一，在電路未達(dá)到鎖定條件的情況下還可以關(guān)上確認(rèn)按鍵繼續(xù)進(jìn)行密碼輸入，若是密碼能輸入正確則會對計時及計數(shù)電路清零。若是密碼輸入錯誤次數(shù)達(dá)到四次或者限制計時時間超過120s，則會發(fā)出鎖定電路并啟動鎖定計時電路。在鎖定計時電路為到達(dá)計時完成的過程中，紅燈亮，警報響起。在鎖定計時電路計時完成后（共256s），會將限制計時及錯誤計數(shù)電路置零，鎖定信號不成立，電路恢復(fù)正常狀態(tài)。</p><p>　

70、　工作流程簡單框圖如下：</p><p>　　圖22 密碼鎖工作原理簡單流程圖</p><p><b>　　5.2 元件清單</b></p><p><b>　　表3 元件清單</b></p><p>　　5.3 實驗儀器、工具</p><p>　　數(shù)字電路試驗箱3個、

71、數(shù)字萬用表一個、示波器一臺 </p><p><b>　　六、安裝與調(diào)試</b></p><p>　　本電路的各個模塊的設(shè)計及最終效果都是在Proteus仿真軟件的輔助下得以形成的，都在在Proteus中仿真得以通過了，達(dá)到了預(yù)期效果，也就是說電路在邏輯上是行的通的。由于電路模擬的結(jié)果并不能完全準(zhǔn)確的模擬實際電路，所以這里的調(diào)試主要就是針對實際電路中出現(xiàn)的問題或不穩(wěn)定

72、情況進(jìn)行調(diào)試。</p><p>　　首先驗證各個芯片及所用元器件的好壞，然后將電路按照電路圖按模塊分別連出，測試每一個模塊的具體功能能否實現(xiàn)，在模塊內(nèi)進(jìn)行測試和修改。在各個模塊功能都能實現(xiàn)的情況下，將各個模塊連接起來進(jìn)行測試，盡量少的減少錯誤。</p><p>　　在樣品加電前，根據(jù)硬件設(shè)計圖，數(shù)字萬用表等工具仔細(xì)檢查電路線路是否連接正確并核對元器件型號、規(guī)格和安裝是否符合要求。應(yīng)特別注意

73、電源的檢查，防止電源的短路和極性錯誤，并重點檢查各連接線間是否存在相互短路的情況。</p><p>　　加電后，利用萬用表檢查各芯片插座上有關(guān)引腳的電位，測量各點電平是否符合正常情況，以檢測對應(yīng)的輸入輸出是否正確。在調(diào)試過程中，對各元件電源檢查的過程中，應(yīng)逐個加電，分析電路，在保證電源連接正確的情況下再加電測試，以防電路連接錯誤使得電源短路造成對電路的損壞。</p><p>　　下面是實際

74、電路連接的具體過程中對不同模塊電路的分別安裝與調(diào)試過程：</p><p>　　連接密碼保存與讀取電路：測試74LS373芯片的管腳功能，測試管腳輸出是否與要求一至，特別注意OE管腳和LE管腳對芯片的輸入輸出的影響。在連接開關(guān)的過程中，注意將開關(guān)連接到對應(yīng)保存與讀取密碼的74LS373的對應(yīng)管腳上，即保證輸入輸出對應(yīng)，否則沒有密碼比較的意義。</p><p>　　連接密碼比較保存電路：主要任

75、務(wù)是測試同或門（實際是將異或門74LS86取非后得到的）的效果，觀察其能否實現(xiàn)比較功能，將八個同或門的輸出連接到與門后，測試最終的輸出是否滿足輸入要求。</p><p>　　注：本設(shè)計過程中之所以改用同或門來替代原本設(shè)計的利用數(shù)值比較器74LS85，就是因為在密碼比較功能模塊的安裝調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)了該芯片是壞的，而眼前有沒有多余可用的比較器，于是就采用了同或門這種思路，同樣能夠達(dá)到比較密碼正確與否的作用，但是電路相

76、對來說比較繁雜。</p><p>　　連接狀態(tài)顯示及報警模塊： 測試LED的功能及亮度，將狀態(tài)顯示及報警模塊連接處來模塊連接處來。注意，此次試驗的LED燈的導(dǎo)通電壓約為1.8-2.3V間，而電路輸出的驅(qū)動LED發(fā)光的電壓一般都在4.7V左右，因此必須將LED與一個電阻相串聯(lián)。同時，電阻又不能過高，否則LED燈的亮度不夠，看不清楚，此次試驗選擇的是470歐的電阻。利用555芯片按照前述電路圖將高頻脈沖發(fā)生電路連接出

77、來，測試輸出脈沖的波形及頻率，通過改變滑動變阻器調(diào)節(jié)輸出頻率，看起是否能使小喇叭報警。本次試驗的波形如圖10所示，輸出脈沖頻率為684.9Hz。然后將高頻脈沖電路連接到電路中，使得電路能夠有選擇性的驅(qū)使喇叭報警。</p><p>　　連接時間控制，錯誤次數(shù)控制以及鎖定時間控制電路：這部分電路的主要功能類似，都是通過74160或者74161對時間計時或者是對下降沿計數(shù)來工作的。檢查74160與74161,以及數(shù)碼顯

78、示管，連接出開鎖限時限次以及鎖定計時模塊。這部分電路較為復(fù)雜，一定要理清楚思路。并利用實驗箱上的脈沖源進(jìn)行測試，看是否能夠滿足設(shè)計要求。還應(yīng)注意，電路中時間控制電路與鎖定時間控制電路都需要用到1Hz的脈沖進(jìn)行計時，在連接的過程中還應(yīng)注意兩部分如果同用一個時鐘脈沖源（555構(gòu)成），是否會對顯示造成干擾。在本實驗過程中就出現(xiàn)這個問題，當(dāng)兩個計時電路分別練到脈沖源上時，各電路都分別能夠完成要求，但將兩個電路共同練到我們用555做成的時鐘源時，

79、就出現(xiàn)了很大程度上的干擾，數(shù)碼顯示出現(xiàn)跳動。因此在實際電路中，此次實驗的時間控制電路的CLOCK端口連接的是555構(gòu)成的脈沖源，而鎖定計時電路的CLOCK端口連接在了實驗箱所給定的1Hz脈沖源上，為的就是解決相互之間干擾的問題。</p><p>　　用555連出脈沖電路：這部分的電路包括驅(qū)動喇叭的高頻脈沖電路和計時用的1Hz脈沖電路，分別在上述過程中已經(jīng)闡述。主要還是控制555外圍電路的電阻與電容的大小來控制所輸

80、出脈沖的頻率（注：對占空比沒有要求）。由于本次設(shè)計是密碼鎖的設(shè)計，要求的是對密碼正誤的判斷和對超時超次情況的處理。對于時間限制應(yīng)該沒有特別精確的要求，故而對于秒脈沖信號來說，不需要特別精確的1Hz脈沖，頻率相近即可。同樣，對于警報電路所需要的高頻脈沖來說，只要頻率足夠高就可以，而不必深究具體的頻率，實驗中測得的高頻頻率為684.9Hz。</p><p>　　6）在各功能模塊都能夠獨立正常工作時，對比電路原理圖，將

81、各功能模塊連接起來進(jìn)行整機測試，看是否能夠最終我們需要的效果。特別注意密碼輸入正誤的比較，密碼檢驗狀態(tài)輸出是否正確，時間、次數(shù)限定以及超時超次后電路的鎖存效果在整體連接進(jìn)行測試的時候能否都能達(dá)到預(yù)期效果。由于導(dǎo)線比較多，用到的實驗箱也比較多，因此在連接過程中一定要注意模塊與模塊之間的連接，注意各個導(dǎo)線的借口處不要出現(xiàn)斷或短的情況。最后進(jìn)行整體調(diào)試，并根據(jù)整體調(diào)試效果檢測電路、修改電路或是對原理圖做出一定修改。在出現(xiàn)錯誤的情況下，應(yīng)該利用

82、萬用表先對各個模塊的連接部分的輸入輸出進(jìn)行檢測，然后再在有問題的模塊中進(jìn)行調(diào)試和修改。在連接過程中尤其要注意不要貿(mào)然對電路加電，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過一系列檢查確認(rèn)確定電路的連線正確后，然后再通電。否則，萬一由于連線較多而造成短路或模塊間的連接錯誤，極容易造成電源短路，燒壞芯片，對電路資源造成浪費，增加了復(fù)雜程度的同時也對電路本身造成一種傷害。</p><p><b>　　性能測試與分析</b></

83、p><p>　　7.1 測試過程中得錯誤、分析及解決辦法</p><p>　　電路連接完成，在電路調(diào)試的過程中密碼比較與輸入部分基本都達(dá)到要求，但顯示模塊及計數(shù)模塊出的問題最多，以下為具體問題：</p><p>　　在最初的設(shè)計和連接電路的過程中，顯示模塊的問題最多。各顯示模塊在電路初始化后的初顯示不為0，這就造成了電路無法正常計時，無法正常計數(shù)，甚至在初始化的過程中電

84、路就已經(jīng)進(jìn)入鎖定狀態(tài)。為了解決這個問題，設(shè)計中將開始開關(guān)通過與門連接到了所有計數(shù)芯片的直接置數(shù)端，這樣在開始按鍵打開之前，顯低電平將所有的計時（芯片）置零，然后再打開開始按鍵。這樣不僅達(dá)到我們電路的要求，也解決初始過程中顯示不為0的情況了，穩(wěn)定了時間與錯誤次數(shù)的控制，才穩(wěn)定了電路的整體性能。</p><p>　　在錯誤計數(shù)電路中，由于74160是對上升沿的計數(shù)。因而當(dāng)紅燈的信號由零到一的過程中也就對74160的C

85、LOCK端口送去了一個上升沿，電路本應(yīng)該加一計數(shù)。然而，當(dāng)電路密碼輸入錯誤，紅燈亮?xí)r，錯誤計數(shù)電路的顯示為出現(xiàn)無規(guī)律的跳動，而不是所需要的加一增長，不能夠達(dá)到我們的要求。</p><p>　　分析其原因，應(yīng)該是當(dāng)計數(shù)芯片的CLOCK直接接收導(dǎo)線上從0到1的信號過程中，由于各種不穩(wěn)定因素（電路比較復(fù)雜，連線之間的干擾、0--1變化時間等因素）使得計數(shù)芯片的CLOCK端口接收的信號實際上是較為復(fù)雜的，從而造成的這種計

86、數(shù)芯片數(shù)顯不穩(wěn)定、無規(guī)律跳動的這種結(jié)果。</p><p>　　后來，經(jīng)過思考，我們決定利用一個D觸發(fā)器緩沖一下輸出結(jié)果并且能起到穩(wěn)定的作用，使得計數(shù)芯片的CLOCK端口在密碼輸入錯誤時得到一個穩(wěn)定的上升沿從而能穩(wěn)定的輸出。即將錯誤信號（紅燈亮滅信號）連接到74LS74 D觸發(fā)器的輸入端，然后將輸出Q連接到計數(shù)芯片74160的CLOCK端口上，看是否能夠達(dá)到要求。果然，在錯誤信號和計數(shù)芯片中間加了一個D觸發(fā)器后，計

87、數(shù)顯示非常穩(wěn)定，效果得到了非常好的改善，達(dá)到了我們的要求。D觸發(fā)器所需要的工作脈沖，就由警報電路的高頻脈沖提供，由于頻率較高，D觸發(fā)器的輸出幾乎和輸入的改變值同步，基本上沒有對電路的時效性產(chǎn)生影響。</p><p>　　同樣的問題也發(fā)生在開始按鍵和修改按鍵上，當(dāng)開始按鍵打開時，開鎖計時芯片開始工作，但是實際電路顯示中卻也會發(fā)生無規(guī)律不穩(wěn)定的跳變，在開始按鍵后面加了一個D觸發(fā)器后就非常好的解決了這個問題。在修改按鍵

88、上，有時候當(dāng)電路開鎖信號到達(dá)時，打開修改信號本應(yīng)該達(dá)到可以修改密碼的要求，可是實際上卻有一部分幾率出現(xiàn)錯誤，后來我們將修改按鍵后的修改信號通過D觸發(fā)器然后再接到74LS373上后，這個問題就不存在了，電路性能得到很好的提升。</p><p>　　7.2 電路最終性能</p><p>　　最終電路的效果基本上達(dá)到了我們的要求，能夠較好的實現(xiàn)電路的各種要求。電路在開始信號發(fā)出后，用戶擁有12

89、0s的開鎖時間。在開鎖過程中，如果出現(xiàn)錯誤，則紅燈亮并且會發(fā)出警報，錯誤計數(shù)電路加一計數(shù)。當(dāng)錯誤出現(xiàn)四次或者是開鎖時間超過120s時，電路被鎖定256s，鎖定期間除了關(guān)掉開始信號意外的一切操作不可行。如果密碼輸入正確，打開確定按鍵，綠燈亮，表示開鎖成功，并且計時、計數(shù)電路的顯示會清零，不會對用戶產(chǎn)生不必要的麻煩。</p><p>　　但是由于電路整體連線較多，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，電路偶爾也會出現(xiàn)一些不穩(wěn)定的情況。我們經(jīng)

90、過測試，發(fā)現(xiàn)在電路出現(xiàn)錯誤現(xiàn)象的時候，有些芯片的管腳的輸出與輸入明顯不符合該芯片的功能要求，從而造成整體電路的輸入輸出不滿足要求。還有一些情況下，一些管腳的電位輸出很奇怪（2.8-3.3V間，很難區(qū)分高低電位），這應(yīng)該是電路的某些紊亂因素造成的，我們也不能較好的解決問題。</p><p>　　但是出現(xiàn)錯誤的情況還是很少的，基本上電路都處在正常的工作狀態(tài)下（出錯的概率非常?。?，電路還是相當(dāng)穩(wěn)定的，能夠較好的達(dá)到電路

91、要求。</p><p><b>　　八、結(jié)論與心得</b></p><p>　　在本次課程設(shè)計過程中，我們認(rèn)為自己在收獲知識的同時，還收獲了閱歷，收獲了成熟，在此過程中，我們通過查找大量資料，請教老師，以及不懈的努力，不僅培養(yǎng)了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，解決困難的過程中，與同學(xué)分工設(shè)計，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)

92、會了合作，學(xué)會了運籌帷幄，學(xué)會了寬容，學(xué)會了理解，也學(xué)會了做人與處世。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰(zhàn)，只有不斷的學(xué)習(xí)、實踐，再學(xué)習(xí)、再實踐。 </p><p>　　課程設(shè)計是我們專業(yè)課程知識綜合應(yīng)用的實踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會，從事職業(yè)工作前一個必不少的過程．”千里之行始于足下”，通過這次課程設(shè)計，我們深深體會到這句千古名言的真正含義．我們今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計，學(xué)會腳踏實地邁開這一步，就是

93、為明天能穩(wěn)健地在社會大潮中奔跑打下堅實的基礎(chǔ)．</p><p>　　對于課程設(shè)計來說，正確的思路是很重要的，只有你的設(shè)計思路是正確的，那你的設(shè)計才有可能成功。因此，我們在設(shè)計前必須做好充分的準(zhǔn)備，認(rèn)真查找詳細(xì)的資料，為我們設(shè)計的成功打下堅實的基礎(chǔ)。 之所謂，用大腦去控制行動，才能做到事半功倍，以最有效率的方式達(dá)到我們的目的。</p><p>　　在這次課程設(shè)計過程中，我們遇到了很多問題。很

94、多邏輯上正確，仿真模擬成功的電路在實際過程中卻很難達(dá)到很好的效果。比如電路中錯誤計數(shù)不能實現(xiàn)，出現(xiàn)不穩(wěn)定跳動的問題，在仿真過程中就不會出現(xiàn)實際電路中容易出現(xiàn)的各種擾動，那么在實際電路連接的過程中出現(xiàn)了這種問題，就要求我們具有分析問題，利用所學(xué)知識解決問題的能力，在存在問題的情況下利用所學(xué)知識去減少誤差，規(guī)避錯誤。還比如在解決顯示初始化不穩(wěn)定或者是計數(shù)電路不能夠正常按要求計數(shù)等問題，在我們的思考和分析下，最終找到了解決辦法，非常好的解決了

95、問題，達(dá)到了預(yù)期效果。這種感覺讓我們感到很欣慰，讓我們覺得非常有成就感，也培養(yǎng)了我們這種發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決困難的精神，這對我們在以后的學(xué)習(xí)生活中有著很大的幫助。</p><p>　　此外，對于本設(shè)計來說還有一些缺陷。比如，密碼位數(shù)有限，數(shù)值只能是0/1兩位，密碼輸入為并行輸入，不存在密碼的輸入順序問題。還有很重要的一點，對于本電路來說沒有設(shè)置應(yīng)急電源，也就是說當(dāng)斷掉電源的情況下，密碼將不復(fù)存在，這對用戶來說

96、是很不方便的一件事。因此，對于電路的改進(jìn)來說，除了改進(jìn)所說的密碼位數(shù)有限及密碼輸入順序的問題外，還有很重要的一點就是添加一個應(yīng)急電源，以防在斷電的情況下在一段時間內(nèi)保護(hù)密碼電路不受影響。改進(jìn)應(yīng)急電源方案可以如下圖所示：</p><p>　　圖23 應(yīng)急電源方案</p><p>　　應(yīng)急方案通過斷電檢測來控制電子開關(guān)的選擇，在正常供電的情況下選擇的是外電源供電，并且對蓄電池進(jìn)行充電；在斷電

97、的情況下蓄電池對電路進(jìn)行供電。希望以后在自己的后續(xù)學(xué)習(xí)中逐步完善這個方案。</p><p>　　總得來說，這次課程設(shè)計還是比較成功的。在這次設(shè)計過程中，體現(xiàn)出我們自己單獨設(shè)計的能力以及綜合運用知識的能力，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補。</p><p>　　當(dāng)然能完成本次設(shè)計，更離不開老師辛勤地指導(dǎo)和同學(xué)們的無私的幫助，正是老

98、師和同學(xué)們的幫助才使我們能夠更好地完成設(shè)計。在此感謝所有指導(dǎo)過我們的老師和幫助過我們的同學(xué)！</p><p><b>　　九、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　【1】《數(shù)字電路實驗》 主編 夏桂書 中國民航飛行學(xué)院</p><p>　　【2】《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》 主編 閻 石 高等教育出版社&l