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1、成绩 课 程 设 计 说 明 书课程设计名称：题 目：快递存放柜的设计学 院：学 生 姓 名：专 业：电气工程及其自动化学 号：指 导 教 师：日期：2016年 7 月 1日工厂搬迁对于一个企业来说，安全问题始终是第一位的，也是最基本的，过程中所涉及到的安全问题主要是人员的安全和设备拆装以及财产的安全。各部门经理和所有员工一定要以安全为核心，开展各项工作，职责到人、分工明确。西华大学课程设计说明书快递存放柜的设计摘 要：快递存放柜是一种方便易用的快递存放平台。在网上购物频繁今天，快递存放柜非常实用。本文介绍了一种简易的快递暂存柜的设计方案，实现了对应密码打开对应窗口、密码显示的功能。系统通过按
2、钮开关输入密码，然后对密码进行处理，与内置密码比较。如果相同则打开对应窗口。若输入密码与内置密码都不同，则指示灯亮。关键词：快递存放柜，网上购物，设计，密码Abstract: Courier storage cupboard is a convenient and easy forum to deposit courier. It is very useful in these days that shopping online is frequent. This article introduces a design scheme of simple courier storage cupb
3、oard which achieve the function that one-to-one password can open the one-to-one window and display the password. This system input password by button switch, then disposes the password and compares with the built-in password. If it is same, then open the one-to-one window, if the input password is
4、difference from all of the built-in password, then the indicator light.Keywords：Courier storage cupboard, Shopping online, Design, Password目 录目 录II1前言11.1设计背景11.2设计目标11.3实施计划11.4必备条件12总体方案设计22.1方案比较22.1.1方案一22.1.2方案二22.2方案论证32.3方案选择33单元模块设计43.1各单元模块功能介绍及电路设计43.1.1密码输入模块43.1.2密码编码模块53.1.3密码保存与处理模块53.
5、1.4密码显示模块53.1.5密码判断模块63.1.6结果显示模块63.1.7复位模块73.2特殊器件的介绍83.2.174LS147器件介绍83.2.274HC573器件介绍93.2.374HC240器件介绍103.2.44511器件介绍103.2.574150器件介绍114系统调试134.1调试环境134.2硬件调试134.2.1密码保存与处理模块的调试134.2.2密码显示模块的调试144.2.3结果显示模块的调试165系统功能、元器件清单185.1系统能实现的功能185.2元器件清单186结论197总结与体会208谢辞219参考文献22附录23III1 前言1.1 设计背景近年来，在校
6、学生网上购物越来越频繁，为快递服务增加了一定的负担，并且快递的堆放，使取快递所需时间变长。本设计的目的是设计一种快递存放平台，使取快递变得更方便快捷。1.2 设计目标以指示灯代替窗口，用指示灯亮来代表窗口打开。（1） 实时显示输入的密码。（2） 输入完毕后自动检测密码正误，对应指示灯亮。（3） 按下复位键后，返回初始状态。1.3 实施计划（1） 确定设计目标，明确需求。（2） 着手搜集资料，明确设计流程，画出设计系统结构框图。（3） 进行方案论证，比较各模块优劣，选定模块设计方案。（4） 经行模块设计，绘制原理图，并对原理图进行仿真测试，调整模块电路。（5） 完善设计报告书。1.4 必备条件（
7、1） 电气技术基础课程知识储备。（2） 各元器件电气特性与各集成芯片功能及真值表。（3） 仿真环境（proteus）、原理图的使用。2 总体方案设计通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，提出了两种技术方案来实现系统功能。下面将首先对这两种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述最终选择方案的原因。2.1 方案比较2.1.1 方案一方案一原理框图如图2.1所示。图2.1 方案一的原理框图利用按钮开关输入密码，再用锁存器保存密码，然后对密码进行编码，显示在数码管上；利用数据选择器判断密码正误，点亮对应指示灯。复位键使整个系统返回初始状态。2.1.2 方案二方案
8、二原理框图如图2.2所示。图2.2 方案二的原理框图利用按钮开关输入密码，逐位判断输入密码正误，若正确则保存并显示在数码管上，当所有密码输入完全并都正确后，对应指示灯亮，中途若出现某位密码输入错误，则对应指示灯亮。2.2 方案论证方案一：此方案先使用锁存器保存输入的密码，然后再对密码进行编码，然后显示在数码管上，同时判断正误，最后得出结果。复位可中断所有过程。该方案可行。优点：对输入的密码进行编码，减少了判断密码正误的难度；数码管可以实时显示输入的密码；复位拥有最高优先级。缺点：由于需要保存密码，会用到更多的集成芯片。方案二：此方案逐位判断输入密码正误，若正确则在数码管上显示，若错误则用指示灯
9、表示。所有密码输入完毕且都正确后对应指示灯亮。复位可中断所有过程。该方案可行。优点：不用保存密码，减少了使用的集成芯片；会在输入错误后提示；复位拥有最高优先级。缺点：没有先对输入密码进行编码，增大了判断密码正误的难度；会实时显示当前输的密码正误，安全性不够高。2.3 方案选择由于方案二会实时显示当前输入的密码是否正确，所以安全性不够高，因此选择方案一。3 单元模块设计本节主要介绍系统各单元模块的具体功能、电路结构、工作原理、以及各个单元模块之间的联接关系；同时本节也会对相关电路中的参数计算、元器件选择、以及核心器件进行必要说明。3.1 各单元模块功能介绍及电路设计本系统主要分为7个单元模块，它
10、们分别是：密码输入模块、密码编码模块、密码保存模块、密码显示模块、密码判断模块、结果显示模块和复位模块。各单元模块功能及相关电路的具体说明如下。3.1.1 密码输入模块该模块的作用是输入密码。编码器输入为低电平有效，因此在没有输入时，密码输入模块输出电平全部为高。电阻的作用是作为上拉电阻将输出钳位在高电平。按下一个按钮后，对应输出位置输出一个负脉冲。图3.1 密码输入模块电路3.1.2 密码编码模块该模块的作用是利用74LS147将由按钮开关输入的负电平按照8421码的反码编码成四位二进制数。图3.2 密码编码模块3.1.3 密码保存与处理模块该模块的作用保存编码后的密码，并对密码进行处理。先
11、使用八路输出透明锁存器74HC573将密码保存。由于编码后输出的四位二进制数为对应数字的8421码的反码，而在判断密码和显示的时候，需要用到的是8421码，因此在这一步先使用八路输出透明锁存器74HC573将密码保存，然后再使用双线八路反相器，对保存的密码求反，转换成8421码。图3.3 密码保存与处理模块3.1.4 密码显示模块该模块的作用是实时显示输入的密码。用译码器4511翻译输入的8421码来驱动共阴极数码管，使其显示按下的按钮所对应的十进制数。图3.4 密码显示模块3.1.5 密码判断模块该模块的作用是判断输入的密码是否正确。使用16选1数据选择器74150，16位数据端口中，有且只
12、有一位为高电平，其余为低电平，只有输入的8421码正确时，输出端才为0，否则为1。密码判断模块内置两个密码：1414与5678。图3.5 密码判断模块3.1.6 结果显示模块该模块的作用是显示输入密码后的结果。当密码正确时，74150输出为低电平，四位74150的输出作为四位或门4072的输入，当且仅当4072的四位输入都为低电平时，即输入的四位密码都正确时，4072输出为低电平，再经过非门，转换成高电平，点亮额定电压为5V的灯泡。灯L2亮表示输入的密码与第一组密码相同；灯L1亮表示输入的密码与第二组密码相同。四位密码输入完毕，且输入的密码既不等于第一组密码又不等于第二组密码时，灯L3亮（在四
13、位密码输入完毕后Q为高电平）。图3.6 结果显示模块3.1.7 复位模块该模块的作用的是复位，以及控制密码输入后保存在第几位，以及数码管显示到第几位。用四个D锁存器组成一个同步四位移位寄存器。SW0SW9为密码输入模块的输出，当有按钮按下后，会在16位与非门74HC133输出端产生一个正脉冲，出现上升沿，触发器被触发，由高电平变为低电平，使锁存器第一个74HC573正常工作，然后锁存，这样就将输入的密码保存在了第一个锁存器中。按下复位键后，都置为高电平，4个74HC573中保存的数据清空，并停止工作。图3.7 复位模块3.2 特殊器件的介绍本系统中主要使用了如下一些功能器件：74LS147、7
14、4HC573、74HC240、4511、74150。下面就这些器件的功能特点、主要参数和使用方法作相应说明。3.2.1 74LS147器件介绍74LS147是10线-4线制优先编码器，74LS147将9条数据线（1-9）进行4线BCD编码。1-9优先级依次升高。其输入为低电平有效，输出也为低电平有效。当1-9均为高电平时，编码输出（ABCD）为十进制零，故不需要单设IN0输入端。图3.1 74LS147的引脚图表3.1 74LS147的真值表输入输出123456789Q3Q2Q1Q0HHHHHHHHHHHHHXXXXXXXXLLHHLXXXXXXXLHLHHHXXXXXXLHHHLLLXXXXXLHHHHLLHXXXXLHHHHHLHLXXXLHHHHHHLHHXXLHHHHHHHHLLX
