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1、目录一课程名称2二设计目的和要求2三设计要求三设计框图4四所用器件和原理54.1 器件表54.2 54.3 发光二级管4.4 四线七段显示译码管4.5 比较器 74LS85五各个功能仿真图仿真图5.1 脉冲输入装置5.密码输入部分5.3 密码校验部分密码锁定部分9六、出现的问题及调试20七参考文献21八设计体会224（一）.课程名称数字密码锁（二）.设计目的1. 使学生在学完了数字电子技术课程的基本理论，基本知识后，能够综合运用所学理论知识、拓宽知识面，系统地进行电子电路的工程实践训练，锻炼动手能力，培养工程师的基本技能，提高分析问题和解决问题的能力。2. 熟悉集成电路的引脚安排，掌握各芯片的
2、逻辑功能及使用方法，了解面包板结构及其接线方法，了解数字密码锁的组成及工作原理。3. 培养独立思考、独立准备资料、独立设计规定功能的数字密码锁系统的能力。 54. 培养书写综合设计实验报告的能力。1、加深和巩固电子电路路基本知识的理解，提高综合运用本课程所学知识的能力。2 培养根据设计需要选学参考书籍，查阅相关手册、图表和文献资料的自学能力。3、通过电路方案的分析、论证和比较，设计计算和选取元器件、电路组装、调试和检测等环节，初步掌握简单实用的分析方法和工程设计方法。4、学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法，提高动手能力和进行数字电子电路实验的基本技能。5、随着人们生活水平的提高，如何实
3、现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，电子锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的亲睐。（三）设计要求1.能进行二进制数字（即密码）输入;2.能进行密码的比较;3.能进行计时；64.画电路图；5.进行电路仿真与测试。设计任务与要求：设计一个电子密码锁电路，要求：1、其密码为 8 位二进制代码，开锁指令为串行输入码,；2、开锁输入码与原射密码一致时，锁被打开，若密码输入不对红灯亮，即发出警告，当发出第六次警告后就不能再行密码输入。（一）设计原理及方框图密码校验脉冲输入计数部分及数据显示开锁电路锁定密码输入开锁成功与否显示7设计清
4、单组号 名称 型号 数量 开关 32 发光二极管 LED 23 与门 74LS21D 1 与非门 74LS38N 1 电源 VCC 5V 五个、1V 一个 555 计时器 555-TIMER- TED 1 四段数显译码器 DCD-HEX 2 计数器 74LS290N 2、元器件功能与作用1、LS290N 其是一种典型的中规模异步二五十进制计数器。各管脚如下图所示。8异步清零端/Ro1 Ro2为低电平时，不管时钟端 CP 信号状态如何，都可以完成清零功能。当 R91、R92都接低电平时可以进行计数，同时 GND 端接低电平。当 INA 处来三个下降沿后，QA QB QC QD 依次为1100.实
5、现计数功能。但单个的290 只能实现最大十位以内的计数功能，当需要更多的计数时，需要将几个290进行级联，方法如下图将低级的 QD 接到高级的 INA 端，这样低级290每计数十次，产生一个下降沿，使高级290产生依次计数。下图是一个四十进制计数器，当计数到四十时，产生的高电平送到低级290的 R01,R02,高级290 的 R01，R02，使两个290进行清零操作，重新计数。2、发光二极管9发 光 二 极 管它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环 氧 树 脂 密封，起到保护内部芯线的作用，所以 LED 的抗震性能好。发光二极管的核心部分是由 P 型 半
6、导体 和 N 型半导体组成的晶 片 ，在 P 型半导体和 N 型半导体之间有一个过渡层，称为 PN 结。在某些半导体材料的 PN 结中，注入的少数载 流 子 与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN 结加反 向 电 压 ，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注 入 式 电 致 发 光 原理制作的二极管叫发光二极管，通称 LED。 当它处于正向工 作 状 态 时（即两端加上正向电压） ，电流从 LED 阳 极 流向阴极时，半导体晶 体 就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。3、四线七段显示译码管本设计中用到两个四线七段译码器，用来显示所
7、记的时间。10效果如下图所示4、先介绍一下四线七段译码器：11125、比较器 74LS85在一些数字系统当中经常要求比较两个数值的大小。为完成这一功能所设计的各种逻辑电路统称为数值比较器。例如，A.B 是两个 4 位二进制数 A3A2A1A0 和 B3B2B1B0,进行比较的话，应该首先比较高位的 A3 和 B3，如果 A3B3,那么不管其他几位数码各为何值，肯定 AB反之，若 A3B3，则不管其他几位数码为何值，肯定 AB。如果 A3B3，这就必要通过比较下一位数 A2 和 B2 的大小来判断 A 和 B 的大小了。依此类推，肯定能比较出结果来。如果 A.B 是两个多位数的高 4 位数，那么
8、，当 A.B 相等时，就需要以低位的比较结果来决定两个数的大小了。根据上面的原理，可以得出 AB，AB，AB 的逻辑函数式了。74LS85 就是这样的4 位数值比较器。我们就得到了表示 AB、AB)=A3B3+(A3B3)A2B2+(A3B3) (A2B2) A1B1+(A3B3) (A2B2) (A1B1) A0B0 +(A3B3) (A2B2) (A1B1) (A0B0)I(AB)Y(AB) I(AB) =I(AB、AB 或 AB”,因此又得到如下关系式：Y(AB)=（Y(AB)+ Y(A=B)） 。比较两组数字的大小（或者比较二者是否相等）时，由于一个 7485N 只能比较四位二进制的大
9、小，若想比较高于四位的二进制数，可以将几个进行级联，具体方法为：将低位芯片的各位比较器的输出端 FAB、F A2/3Vcc 1/3Vcc 低 导通1 1/3Vcc 不变 不变1 2/3Vcc 1/3Vcc 高 截止16密码输入部分的核心是一个八位移位寄存器 74LS164D。当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（ QAQH）均为低电平。串行数据输入端（A，B）可控制数据。当 A、B 任意一个为低电平，则禁止新数据输入，在时钟端（CLOCK）脉冲上升沿作用下Q0 为低电平。当 A、B 有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在 CLOCK 上升沿作用下决定 Q0 的状态。引出端符号：CLO
10、CK 时钟输入端CLEAR 同步清除输入端（低电平有效）A， B 串行数据输入端QAQH 输出端极限值17电源电压 7V输入电压 5.5V工作环境温度54LS164 -5512574LS164 -070储存温度 -6515074LS164 是八位并出串行移位寄存器. 功能是将数据串行移入, 并行输出。当单刀双掷开关 J3 接通 5V 时表示输入“1”，当 J3 接通地时表示输入的密码是“0” 。由此对电路进行串行得密码输入，等到对电路输入八次密码（需要八个由 555 计时器产生的上升沿脉冲将密码送进电路）后，八个密码记录在移位寄存器的输出端QAQG。3.密码校验部分18当输入密码和预定密码一致
11、时，高位的输出为“”，此时与之相连的绿色发光二极管发光，同理，若密码输入有误，责红色发光二极管发光，以示警报。、四线七段译码器。其主要功能是提示密码输入者共输入了多少个二进制数（并不是输入了几次密码），每输入一次密码，由于要输入个二进制数，故每完成一次密码输入，其显示应该为，但电路允许的秘密输入是次，故当四线七段译码器显示到时（表示已进行了19次密码输入，正在进项第七次输入），将会不允许再次进行密码输入。如下图就是完成一次密码输入，但是密码输入错误时红灯亮，表示报警。20具体的方式为将两个的计数器的最大值定到，接一个与非门反馈到开锁线路。锁定电路部分21当密码输入错误次数达到六次后，就要锁定电
12、路。通过一个简单的与门实现。 如图所示。出现的问题、计时器的搭配元件（如电容电阻不合适时） ，出现元件烧坏的问题。后来修改了参数，解决了这个问题。、连接二极管总忘记接电阻，电路调试出现问题。、想的是允许进行次密码输入，就讲两个的计数最大值调到了，可是后来想到，如果那样接无论第六次密码输入对与错，都不能开锁，于是将计数器的最大值调到了。224、最初密码校验部分采用的是一片 3-8 译码器和一片 8 选 1 数据选择器构成的等值数码比较器，但是发现能比较的位数较少，只有三位，这样密码容易被破译。后改成由两片 7485 构成的数值比较器，效果较好。还有很多困难诸如不知用什么元件实现预想结果就不在一一
13、列举八参考文献【1】 张建华，数字电子技术第二版【2】 21ic 中国电子网【3】阎石.数字电子技术基础（第五版）M.北京：高等教育出版社，2005【4】 高吉祥.电子技术基础实验与课程设计M.北京：电子工业出版社，2002 【5】 赫鸿安,徐红媛.555 集成电路实用大全M.上海：上海科学普及出版社,2005【6】 陈永甫. 新编 555 集成电路应用 800 例. 四川：成都电子科技大学出版社. 1992 【7】 陈有卿，叶桂娟. 555 时基电路原理、设计与应用. 北京： 电子工业出版社. 2007 【8】 赵珂，彭嵩. 脉冲与数字电路实验指导书. 南昌航空23大学电子信息工程学院实验实践中心. 2008 【9】 王毓银. 数字电路逻辑设计. 北京：高等教育出版社. 2005 【10】 郁汉琪.数字电子技术实验及课题设计.北京：高等教育出版社，1995.5 【11】 阎石.数字电子技术基础.北京：高等教育出版社，2006.5http:/
