課程設計--數字密碼鎖

1、<p>　　課 程 設 計</p><p>　　課程名稱 數 字 電 子 技 術 </p><p>　　課題名稱 數字密碼鎖 </p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　設計內容與設計要求</p&

2、gt;<p>　設計內容：設計數字密碼鎖電路。對電路仿真, 并制作數字密碼鎖電路。電路功能為：設定的密碼為4位，由“0~9”十個數字組成。輸入密碼正確時，發(fā)出開鎖信號；密碼錯誤時，發(fā)出報警信號，報警時間為1分鐘。3）輸入密碼后50秒，若無開鎖信號，則電路進入自鎖狀態(tài)，并發(fā)出報警信號。4）用綠色發(fā)光二極管亮表示開鎖，紅色發(fā)光二極管亮（或揚聲器發(fā)聲）表示報警。功能擴展1）電路具有消抖功能;2）自選。設計要求：設計思路清晰，給出

3、整體設計框圖，提供總電路圖；單元電路設計，給出具體設計思路和電路；安裝 、調試電路；寫出設計報告；</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　設計要求與密碼鎖原理………2</p><p>　　總體設計思想與設計框圖……2</p><p>　　基礎單元電路…………………5</p><

4、p>　　1.1 密碼的設置與比較電路…………...5</p><p>　　1.2 1分鐘報警電路………………….10</p><p>　　1.3 50秒自鎖電路…………………..11</p><p>　　1.4 消抖電路……………………….12</p><p>　　安裝與調試電路……………….13</p><

5、p>　　故障分析與電路的改進……….13</p><p>　　總結與體會…………………….14</p><p>　　附錄…………………………….16</p><p>　　1.1 元器件清單</p><p>　　1.2 參考文獻與資料</p><p>　　一、設計要求與密碼鎖原理</p><

6、p>　　用戶從0~9四個數字中輸入四個數字作為密碼鎖的密碼，隨后輸入四個數字與密碼鎖的密碼進行比較，若四個數字與密碼比較均相同，則電路的綠色指示燈亮發(fā)出開鎖信號。若比較錯誤，則電路發(fā)出報警信號，紅色指示燈亮持續(xù)報警1分鐘。用戶從輸入密碼開始，50秒內若無開鎖信號，電路進行自鎖，禁止輸入密碼，紅色指示燈亮發(fā)出報警信號。</p><p>　　總體設計思想與設計框圖 </p><p>　　

7、密碼的輸入由2個74LS148編碼器級聯(lián)成一個16線-4線優(yōu)先編碼器，取其中的10個輸入端作為0~9數字的輸入。隨后用一個74LS161接成一個四進制計數器用來記錄輸入數據的個數，同時將計數器的輸出端與2114儲存器的地址端相連用來2114儲存器來儲存用戶設定的四個密碼。隨后當用戶輸入四個數時，直接送往74LS85比較器的一端，同時儲存器將儲存的密碼分別送往74LS85比較器的另一端，進行數據的比較，若比較正確一次計數器計數一次，當四位

8、密碼均正確，計數器顯示為4，此時綠色指示燈亮，電路發(fā)出開鎖信號。若密碼比較錯誤，紅色指示燈亮，發(fā)出報警信號，紅色指示燈由2個74LS160級聯(lián)成的60秒計時器控制。用戶從輸入密碼開始，由2個74LS160級聯(lián)成50秒計時器開始計時，若無開鎖信號則電路進行自鎖，紅色指示燈亮起。 </p><p>　　設計框圖

9、 </p><p>　　密碼錯誤 </p><p><b>　　密碼正確4次</b></p><p><b>　　產生地址</b></p><p><b>　　總

10、電路圖</b></p><p><b>　　三、基礎單元電路</b></p><p>　　1.1 密碼的設置與比較電路</p><p><b>　　密碼的輸入：</b></p><p>　　密碼的輸入與密碼的設置均有此電路，0~9十個數由兩個74LS148級聯(lián)成的16線-4線優(yōu)先編碼器

11、的十個輸入端輸入，剩下的六個輸入端接高電平。0~9十個數經優(yōu)先編碼器4個輸出端輸出0000~1001 </p><p><b>　　密碼的儲存：</b></p><p>　　由16線-4線優(yōu)先編碼器送入的0~9中的數據，一方面經I/O數據線送入HM6116同時經74LS161計數器的輸出端產生不同的地址與HM6116的地址線相接。從而使設定的密碼得以儲存。</

12、p><p>　　HM6116有11條地址線（A0~A10）、8條數據線（I/O1~I/O8）、1條電源線、1條接地線GND和3條控制線——片選信號CE、寫允許信號WE和輸出允許信號OE（3條控制線低電平有效）。這3個控制信號的組合控制HM6116芯片的工作方式，如下表：</p><p><b>　　HM6116</b></p><p>　　74LS

13、161為16進制計數器，它的輸出端接HM6116儲存器的地址線，產生地址送往HM6116</p><p>　　75LS161功能表</p><p><b>　　密碼的比較：</b></p><p>　　當用戶從16線-4線優(yōu)先編碼器輸入密碼，一方面輸入的數據會送往74LS85比較器的一端，同時，經16線-4線編碼器輸入密碼的同時，會產生脈沖從而

14、使74LS161開始計數，74LS161的輸出端與HM6116的地址端相連，使HM6116儲存器依次讀出儲存的四位密碼送往74LS85比較器的另一端，從而用戶輸入的密碼與最初設定的密碼進行比較，比較正確依次，74LS161計數一次，當四位密碼都比較正確，74LLS161計數四次，綠色指示燈亮，電路發(fā)出開鎖信號。若比較錯誤，紅色指示燈亮，發(fā)出報警信號。</p><p>　　1.2 1分鐘報警電路</p>

15、;<p>　　一分鐘報警電路由2片74LS160計數器級聯(lián)成一個61進制計數器和一個三態(tài)門來控制，當紅色指示燈亮起，經由一個鎖存器，將信號鎖存，從而計數器開始計時，右側紅色指示燈亮，當計數到60時，經與非門右側指示燈熄滅，經三態(tài)門呈現(xiàn)高阻態(tài)，隔斷信號發(fā)生器產生的信號脈沖，從而使計時器停止計時。 </p><p>　　1.3 50秒自鎖電路</p>

16、<p>　　當用戶輸入密碼的同時，由2片74LS160組成的50秒計數器開始計時，當計時到50秒時，經與非門和非門，右側的紅色指示燈變亮，電路發(fā)出報警信號。于此同時，產生的高電平經或門與低電平相或從而控制16線-4線編碼器的EI端達到自鎖的目的。</p><p><b>　　1.4 消抖電路</b></p><p>　　利用SR鎖存器可以起到消去由于開關反

17、彈造成電路不穩(wěn)定產生的抖動問題。</p><p><b>　　真值表</b></p><p>　　【注Q*為Q的下一個狀態(tài)】</p><p>　　四 、安裝與調試電路</p><p>　　在設計好電路，且電路仿真成功后就可以開始進行電路的安裝過程了。安裝前我們需要統(tǒng)計出此電路所需的芯片種類和數量，同時，我們應用芯片測試儀

18、測量每個芯片的好壞，在實驗臺上我們還需合理安排芯片的布局，方便我們的接線和檢查電路，于此同時達到美觀的要求。我們在接線過程中，我們應將總電路分成幾個基本分電路進行分步調試，方便我們的調試。在調試過程中若有部分電路不能達到預定要求，我們要對不能正確工作的模塊進行檢查，檢查接觸是否良好，有沒有短路，有沒有少接或多接了線。如果上述步驟沒用，則對該模塊的上級模塊進行檢查。直到檢查出問題并解決出現(xiàn)的問題為止。</p><p&g

19、t;　　接通電源，然后按照自己任務書上說的進行調試，如果全部和任務書上相同，那么說明安裝和調試的沒有錯誤，如果不一樣要進行排障，排障是要分模塊進行，確保每一個分模塊是正確的，這樣才能確保整個模塊是好的。</p><p>　　在安裝和調試過程中一定要認真仔細，要戒驕戒躁，對于出現(xiàn)的問題我們應將實踐和理論緊密聯(lián)系起來，多思考多動手，來提高自己解決問題的能力。</p><p>　　五 故障分

20、析與電路的改進</p><p>　　在安裝調試過程中我們出現(xiàn)了并解決了一下諸多的問題：</p><p>　　計時器無法正常工作和計數與要求不相符。</p><p>　　芯片的電源線和底線忘記連接，芯片的清零端接錯了，同時實驗臺內部接觸不良。其中，在60秒計時器調試過程中，發(fā)現(xiàn)不能正常工作，經檢查，發(fā)現(xiàn)此電路連接中的一根導線是一根斷線。</p><

21、p>　?。?）HM6116儲存器可以寫進數據，但無法正常讀出儲存的數據。</p><p>　　發(fā)現(xiàn)是由于地址和數據同步進入到儲存器無法正常儲存，后來，我們將自動給儲存器地址改為手動在給數據之前給地址，發(fā)現(xiàn)此問題得以解決。</p><p>　　在16線-4線優(yōu)先編碼器正常工作時，74LS161計數器計數不穩(wěn)定無法正常工作。</p><p>　　經老師的指導，知道

22、撥碼開關在撥動過程中會發(fā)生抖動現(xiàn)象，于是進過查找資料，我們利用SR鎖存器設計了一個消抖電路，最后果然解決了這個問題。</p><p><b>　　六、總結與體會</b></p><p>　　在這次的數電課程設計中，感覺自己收獲匪淺。我真正明白了“理論聯(lián)系實踐”的重要性，書本知識固然重要，但更重要的是要將知識與實踐相結合起來，我們學習知識的最終目的是為了更好的解決生活實

23、際中的問題與困難。尤其是消抖電路的設計讓我深深地感受到了理論與實踐還是有區(qū)別的。在遇到不懂得問題時，我們不能逃避，不能說這個問題所涉及到的知識點我們還沒學，就不做。真正地自主學習應該是遇到難題，首先要相信自己這個問題在自己的努力下，一定可以解決。然后，充分的去查找資料和詢問老師和同學。我們在做任何事時一定要認真仔細，要戒驕戒躁。另一方面，我知道了做事情時獨立自主的重要性，很多時候，別人的想法或思路我們可以去借鑒，吸收好的部分，但我們自己

24、的想法絕對不能被他們的想法所局限，很多時候，大膽的去想，大膽的去做，往往會有意想不到的收獲。最后還要謝謝老師在實習期間對我們的孜孜不倦地教導，老師踏實嚴謹，認真負責的教學態(tài)度給了同學們很大的鼓舞，對于在設計電路和組裝調試電路中同學們所遇到的問題老師起到了很好的點撥作用，在此非常感謝李老師！同時，在整個過程中同學們互幫互助，面對問題大家各抒己見，充分發(fā)揮了每位同學的聰明才智，很好</p><p><b>

25、　　七、附錄</b></p><p><b>　　元器件清單</b></p><p><b>　　參考第文獻</b></p><p>　　《數字電子技術》第五版 高等教育出版社</p><p>　　-------------------閻石 主編</p><p>

26、;　　《電子技術課程設計》</p><p>　　------------------ 歷雅萍、易映萍編</p><p>　　《電子技術基礎實驗與仿真》</p><p>　　------------- 孫勝麟、郭照南 主編</p><p>　　電氣與信息工程系課程設計評分表</p><p>　　指導教師簽名： _____