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文檔簡介
1、<p> 課 程 設(shè) 計</p><p> 課程名稱 數(shù) 字 電 子 技 術(shù) </p><p> 課題名稱 數(shù)字密碼鎖 </p><p><b> 課程設(shè)計任務(wù)書</b></p><p> 設(shè)計內(nèi)容與設(shè)計要求</p&
2、gt;<p> 設(shè)計內(nèi)容:設(shè)計數(shù)字密碼鎖電路。對電路仿真, 并制作數(shù)字密碼鎖電路。電路功能為:設(shè)定的密碼為4位,由“0~9”十個數(shù)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(jìn)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(shè)計要求:設(shè)計思路清晰,給出
3、整體設(shè)計框圖,提供總電路圖;單元電路設(shè)計,給出具體設(shè)計思路和電路;安裝 、調(diào)試電路;寫出設(shè)計報告;</p><p><b> 目錄</b></p><p> 設(shè)計要求與密碼鎖原理………2</p><p> 總體設(shè)計思想與設(shè)計框圖……2</p><p> 基礎(chǔ)單元電路…………………5</p><
4、p> 1.1 密碼的設(shè)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(diào)試電路……………….13</p><
5、p> 故障分析與電路的改進(jìn)……….13</p><p> 總結(jié)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(xiàn)與資料</p><p> 一、設(shè)計要求與密碼鎖原理</p><
6、p> 用戶從0~9四個數(shù)字中輸入四個數(shù)字作為密碼鎖的密碼,隨后輸入四個數(shù)字與密碼鎖的密碼進(jìn)行比較,若四個數(shù)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(nèi)若無開鎖信號,電路進(jìn)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(shè)計思想與設(shè)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(shù)字的輸入。隨后用一個74LS161接成一個四進(jìn)制計數(shù)器用來記錄輸入數(shù)據(jù)的個數(shù),同時將計數(shù)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(shè)定的四個密碼。隨后當(dāng)用戶輸入四個數(shù)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(jìn)行數(shù)據(jù)的比較,若比較正確一次計數(shù)器計數(shù)一次,當(dāng)四位
8、密碼均正確,計數(shù)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(jìn)行自鎖,紅色指示燈亮起。 </p><p> 設(shè)計框圖
9、 </p><p> 密碼錯誤 </p><p><b> 密碼正確4次</b></p><p><b> 產(chǎn)生地址</b></p><p><b> 總
10、電路圖</b></p><p><b> 三、基礎(chǔ)單元電路</b></p><p> 1.1 密碼的設(shè)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(shè)置均有此電路,0~9十個數(shù)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(shù)經(jīng)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(shù)據(jù),一方面經(jīng)I/O數(shù)據(jù)線送入HM6116同時經(jīng)74LS161計數(shù)器的輸出端產(chǎn)生不同的地址與HM6116的地址線相接。從而使設(shè)定的密碼得以儲存。</
12、p><p> HM6116有11條地址線(A0~A10)、8條數(shù)據(jù)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(jìn)制計數(shù)器,它的輸出端接HM6116儲存器的地址線,產(chǎn)生地址送往HM6116</p><p> 75LS161功能表</p><p><b> 密碼的比較:</b></p><p> 當(dāng)用戶從16線-4線優(yōu)先編碼器輸入密碼,一方面輸入的數(shù)據(jù)會送往74LS85比較器的一端,同時,經(jīng)16線-4線編碼器輸入密碼的同時,會產(chǎn)生脈沖從而
14、使74LS161開始計數(shù),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(shè)定的密碼進(jìn)行比較,比較正確依次,74LS161計數(shù)一次,當(dāng)四位密碼都比較正確,74LLS161計數(shù)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(shù)器級聯(lián)成一個61進(jìn)制計數(shù)器和一個三態(tài)門來控制,當(dāng)紅色指示燈亮起,經(jīng)由一個鎖存器,將信號鎖存,從而計數(shù)器開始計時,右側(cè)紅色指示燈亮,當(dāng)計數(shù)到60時,經(jīng)與非門右側(cè)指示燈熄滅,經(jīng)三態(tài)門呈現(xiàn)高阻態(tài),隔斷信號發(fā)生器產(chǎn)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(dāng)用戶輸入密碼的同時,由2片74LS160組成的50秒計數(shù)器開始計時,當(dāng)計時到50秒時,經(jīng)與非門和非門,右側(cè)的紅色指示燈變亮,電路發(fā)出報警信號。于此同時,產(chǎn)生的高電平經(jīng)或門與低電平相或從而控制16線-4線編碼器的EI端達(dá)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(guān)反
17、彈造成電路不穩(wěn)定產(chǎn)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(diào)試電路</p><p> 在設(shè)計好電路,且電路仿真成功后就可以開始進(jìn)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(shù)量,同時,我們應(yīng)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(dá)到美觀的要求。我們在接線過程中,我們應(yīng)將總電路分成幾個基本分電路進(jìn)行分步調(diào)試,方便我們的調(diào)試。在調(diào)試過程中若有部分電路不能達(dá)到預(yù)定要求,我們要對不能正確工作的模塊進(jìn)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(jìn)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(wù)書上說的進(jìn)行調(diào)試,如果全部和任務(wù)書上相同,那么說明安裝和調(diào)試的沒有錯誤,如果不一樣要進(jìn)行排障,排障是要分模塊進(jìn)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(diào)試過程中一定要認(rèn)真仔細(xì),要戒驕戒躁,對于出現(xiàn)的問題我們應(yīng)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(jìn)</p><p> 在安裝調(diào)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(shù)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(nèi)部接觸不良。其中,在60秒計時器調(diào)試過程中,發(fā)現(xiàn)不能正常工作,經(jīng)檢查,發(fā)現(xiàn)此電路連接中的一根導(dǎo)線是一根斷線。</p><
21、p> (2)HM6116儲存器可以寫進(jìn)數(shù)據(jù),但無法正常讀出儲存的數(shù)據(jù)。</p><p> 發(fā)現(xiàn)是由于地址和數(shù)據(jù)同步進(jìn)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(shù)據(jù)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(shù)器計數(shù)不穩(wěn)定無法正常工作。</p><p> 經(jīng)老師的指導(dǎo),知道
22、撥碼開關(guān)在撥動過程中會發(fā)生抖動現(xiàn)象,于是進(jìn)過查找資料,我們利用SR鎖存器設(shè)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(jié)與體會</b></p><p> 在這次的數(shù)電課程設(shè)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(jié)合起來,我們學(xué)習(xí)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(shè)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(xué),就不做。真正地自主學(xué)習(xí)應(yīng)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(xué)。我們在做任何事時一定要認(rèn)真仔細(xì),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(xí)期間對我們的孜孜不倦地教導(dǎo),老師踏實嚴(yán)謹(jǐn),認(rèn)真負(fù)責(zé)的教學(xué)態(tài)度給了同學(xué)們很大的鼓舞,對于在設(shè)計電路和組裝調(diào)試電路中同學(xué)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(xué)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(xué)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(xiàn)</b></p><p> 《數(shù)字電子技術(shù)》第五版 高等教育出版社</p><p> -------------------閻石 主編</p><p>
26、; 《電子技術(shù)課程設(shè)計》</p><p> ------------------ 歷雅萍、易映萍編</p><p> 《電子技術(shù)基礎(chǔ)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(shè)計評分表</p><p> 指導(dǎo)教師簽名: _____
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