密碼鎖數(shù)電課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 數(shù)字密碼鎖 </p><p>　　院 系： 湖南城市學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 電子信息科學(xué)與技術(shù)

2、 </p><p>　　班 級： </p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　二0

3、一二年 五月 二十日</p><p><b>　　設(shè)計(jì)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(yùn)用本課程所學(xué)知識的能力。</p><p>　　培養(yǎng)根據(jù)設(shè)計(jì)需要選學(xué)參考書籍，查閱相關(guān)手冊、圖表和文獻(xiàn)資料的自學(xué)能力。</p><p>　　通過電路方案的分析、論證和比較，設(shè)計(jì)計(jì)算和選取

4、元器件、電路組裝、調(diào)試和檢測等環(huán)節(jié)，初步掌握簡單實(shí)用的分析方法和工程設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　學(xué)會(huì)簡單電路的實(shí)驗(yàn)調(diào)試和性能指標(biāo)的測試方法，提高動(dòng)手能力和進(jìn)行數(shù)字電子電路實(shí)驗(yàn)的基本技能。</p><p>　　隨著人們生活水平的提高，如何實(shí)現(xiàn)家庭防盜這一問題也變的尤其的突出，傳統(tǒng)的機(jī)械鎖由于其構(gòu)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

5、親睞。</p><p><b>　　技術(shù)指標(biāo)</b></p><p>　　每把鎖都有其預(yù)先設(shè)定好的（六位二進(jìn)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(shè)計(jì)用發(fā)光二極管S表示鎖，鎖打開就是點(diǎn)亮發(fā)光二極管S），打開的持續(xù)時(shí)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(bào)警信號（用放光二級管J和蜂鳴器表示

6、，報(bào)警就是點(diǎn)亮放光二級管J，蜂鳴器響起），警報(bào)持續(xù)時(shí)間也為Tx。任意輸入密碼而不按確定鍵的話電路不會(huì)有反應(yīng)。</p><p><b>　　元器件清單</b></p><p><b>　　電路框圖</b></p><p><b>　　單元電路的設(shè)計(jì)</b></p><p><

7、;b>　　密碼驗(yàn)證模塊</b></p><p>　　此模塊主要是用輸入鍵盤和74LS138實(shí)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><p>　　由表1-1可知每個(gè)輸出端為0時(shí)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，

8、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(yàn)證信號輸出就行了。有8個(gè)選擇，也就是修改密碼時(shí)，只有8個(gè)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(yīng)表如表1-2</p><p><b>　　表1-2</b></p><p><b>　　計(jì)時(shí)模塊</b&g

9、t;</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(guān)將在時(shí)基電路輸出端OUT（第3引腳）產(chǎn)生高電平，經(jīng)延時(shí)Tx后，輸出端OUT將保持低電平不變。(Tx≈1.1R1C1)</p><p>　　當(dāng)按鈕按下時(shí)C1儲(chǔ)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(shí)即開始，此時(shí)

10、電源通過電阻R1向C1充電，使C1兩端電平不斷升高，當(dāng)升至2/3Vcc時(shí)，時(shí)基電路復(fù)位，定時(shí)結(jié)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</p><p>　　該模塊是把密碼驗(yàn)證模塊送來的驗(yàn)證結(jié)果存住。在按下確定鍵時(shí)，555電路3腳產(chǎn)生的上升沿使

11、觸發(fā)器做出反應(yīng)。如表3-1.</p><p><b>　　邏輯組合模塊</b></p><p>　　此模塊的兩個(gè)輸入端是接鎖定模塊的輸出端A和計(jì)時(shí)模塊的輸出端B。兩個(gè)輸出端分別接開鎖指示燈S和報(bào)警指示燈J。它們的真值表如表4-1。</p><p><b>　　表4-1</b></p><p>　　所

12、以S = A B J=A B</p><p>　　由此可以選用74LS00.實(shí)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><p><b>　　總電路圖</b></p><p><b>　

13、　問題及解決</b></p><p>　　設(shè)計(jì)該電路的最初方案是用51單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是硬件電路簡單，功能拓展方便。但該課程設(shè)計(jì)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(yàn)證模塊的最初設(shè)計(jì)方案是用邏輯門電路實(shí)現(xiàn)，但其缺點(diǎn)是電路連接復(fù)雜。還有一種普遍的方案是用數(shù)據(jù)比較器74LS85，其優(yōu)點(diǎn)是可以設(shè)置16種

14、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(shí)設(shè)計(jì)存在一個(gè)缺點(diǎn)，就是在按確定鍵后到計(jì)時(shí)結(jié)束這段時(shí)間內(nèi)鍵盤密碼的輸入是有效。即在第一次按錯(cuò)密碼而警報(bào)響起時(shí)馬上輸入正確密碼，則警報(bào)停，開鎖信號燈亮。其波形圖如圖5-1.（S, J為低電平時(shí)才能點(diǎn)亮LED燈）</p><p>　　經(jīng)過思索應(yīng)該引進(jìn)鎖存器，翻閱資料

15、后，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(gè)缺點(diǎn)，就是給電路上電時(shí)，前22秒是會(huì)給555電路的C1充電，3引腳在這段時(shí)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(huì)打開。為解決這個(gè)缺點(diǎn)，可以增加個(gè)二極管。</p><p><b>　　測試數(shù)據(jù)</b></p><p>　　密碼選擇端選擇Y7時(shí)，查表1-2可知道

16、密碼為100111。測試的數(shù)據(jù)如下表5-1</p><p><b>　　表5-1</b></p><p><b>　　心得體會(huì)</b></p><p>　　以上為所設(shè)計(jì)的電子密碼鎖電路，它經(jīng)過多次修改和整理，可以滿足課程設(shè)計(jì)的基本要求，但因?yàn)樗接邢蓿穗娐分幸泊嬖谝欢ǖ膯栴}，譬如說電路的密碼不能遺忘，一旦遺忘，就很難打開

17、，要么一個(gè)一個(gè)試，要么拆開觀察密碼設(shè)置端后查表。電路密碼只有8種可供修改，但由于有64可能輸入，所以他人要一次就開鎖的幾率很小。</p><p>　　通過這次的設(shè)計(jì)，我感覺有很大的收獲：首先，通過學(xué)習(xí)使自己對課本上的知識可以應(yīng)用于實(shí)際，使的理論與實(shí)際相結(jié)合，加深自己對課本知識的更好理解，同時(shí)實(shí)習(xí)也段練了我個(gè)人的動(dòng)手能力：能夠充分利用圖書館去查閱資料，增加了許多課本以外的知識。能對Multisim仿真軟件進(jìn)行操作。