《数字电子技术课程设计电子密码锁2021》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数字电子技术课程设计电子密码锁2021（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课 程 设 计 说 明 书:学生姓名 :电子密码锁专业:班级:学号:指导教师 :日期:年月日课程名称 :数字电子技术课程设计题目电子密码锁一.设计任务与要求；用电子器件设计制作一个密码锁 , 使之在输入正确得代码时开锁；2. 在锁得控制电路中设一个可以修改得位代码, 当输入得代码与控制电路得代码一致就为锁打开；用红灯亮.绿灯灭表示关锁 , 绿灯亮.红灯灭表示开锁4. 如 5s 内未将锁打开 , 就电路自动复位进入自锁状态 , 并发报警信号；二.方案设计与论证1.用按键输入四位十进制数字 , 输入密码要存储；.比较输入密码与原始密码；当输入正确密码时, 给出开锁信号 , 开锁信号用一个绿色指示灯
2、表示 , 绿灯亮表示密码输入正确 ; 如果输入密码不正确 , 用红灯表示.3 .锁得开关用红灯与绿灯表示 , 一次只能亮一盏； 红灯亮.绿灯灭表示关锁 ,绿灯亮.红灯灭表示开锁；4 .设置倒计时电路与自锁电路； 如果密码在 5s 内未能输入正确就发出报警声, 并且自锁电路.5.设置密码设置开关 , 开关闭合后 , 允许设置密码 , 设置好密码后 , 打开此开关；6.需要在输入密码开始时识别输入 , 并由此触发计时电路；方案一 用 74LS47 译码器来把按键输入转化为二进制.通过 8 片四位寄存器 7LS1实现密码功能 ,其中四片用来存储预置密码 ,另四片就用来存储输入得密码.当密码开始输入时
3、开始计时,通过 74L 192 计数器实现计时功能 ;然后在密码输入期间 ,用 4LS 8 数据选择器来选片存储；数据选择器得输入端又一个两位得二进制得加法计数器来控制,当键盘有按键输入时计数器就加1,当一个按键按完后会轮到下一个芯片存储；自锁功能利用74LS138 来控制；通过四片 74S芯片判断原始密码与输入密码就为否相同,接着用指示灯来表示密码得输入正确与否 ,如果密码没有输入正确得话 ,就红灯亮 ,否就就绿灯亮. 若就为没在规定时间输入正确密码 ,就会发出警报信号 (蜂鸣器响 ).方案二 也用 74LS147 译码器来把按键输入转化为二进制；通过片四位寄存器 74L 7实现密码得存储问
4、题；用四个双D 触发器来组成一个位移控制器来控制 74LS17得存储密码 ,当键盘有输入时双触发器组成得位移寄存器得输出就会往右位移一位；计数器用55 单稳态电路来计时；输入密码时 ,键盘有按键输入就开始计时 ,单稳态电路输出一个脉冲 ,等脉冲过后判断密码锁就为否已解锁,若就没解锁就自锁电路；通过四片S8芯片判断原始密码与输入密码就为否相同 ,接着用指示灯来表示密码得输入正确与否,如果密码没有输入正确得话,就红灯亮 ,否就就绿灯亮； 若就为没在规定时间输入正确密码 ,就会发出警报信号；三.单元电路设计与参数计算方案一与方案二对比 ,我选择了方案一；原因就为: 方案一中得倒计时单路方便显示 ,比
5、较直观；而且方案一得总体思路就为用一个数据总线与一个地址线来控制信号得输入存储 ,比起方案二更优秀；所以我选择了方案一.1.按键输入与按键信号识别由图可以瞧到左边得就为按键 , 按键 J,J2 J,J0, 分别对应数字 1 ,.按键得一边接了高电平 , 一边接到 4S14得输入端；当有按键被按下去得时候,74 7 芯片与按键连接得输入端就会为低电平；此时,74LS147 工作, 把输入按键端得输入信息化为二进制码. 比如说, 当 J1 被按下去时 ,74LS17 芯片得输入 1 端就会输入一个低电平 , 然后芯片把该信息转化为二进制码0001；图中得四个与门就为用来检测键盘按键输入得；当键盘有
6、按键输入时, 与与门相连得与门输入端就会出现一个低电平与门得输出就为0, 表示为有按键输入 , 当不按按键时 , 与门得输出为高电平 , 即就为输出 .由于 7LS147 芯片就为反码输出 , 所以要在输出端接上一个非门；该电路时控制按键输入信号 , 当开关 S1 拨到下方时 , 进入密码输入阶段 , 此时 74LS194 芯片实行左移功能 , 每当按键有按键输入时 , 按键识别与门得电平就会发生变化 , 与门就会向 74S194 芯片输入一个脉冲信号 , 使该芯片启动进行位移操作；一开始时 A输出端就为为 0, 在输入密码期间一旦有按键输入该芯片就会启动,QA 输出端就会输出 , 然后无论再
7、怎么按按键 , A 输出端就一直就为为高电平, 该高电平就会输出到控制计时电路得时钟脉冲控制与门使计时电路工作, 实现倒计时功能；2 .数据储存数据得存储用到得芯片就为7 194 , 控制数据得存储功能得芯片也就为 74L194, 它得主要功能就为选片存储. 74LS194为四位双向移存器. 74L 194 移位寄存器中得数据可以在移位脉冲作用下一次逐位右移或左移, 数据既可以并行输入.并行输出 , 也可以串行输入.串行输出；图一7 S1 4 移位寄存器得引脚图以上为 74 S94 得引脚图 , 其中D0D3:并行输入端 ; 0.S1: 操作模式控制端 ; R:右移串行输入端CP:时钟脉冲输入
8、端 ;Q0Q3:并行输出端 ;: 为直接无条件清零端 ;SL:左移串行输入端 ;其原理如下 :若 Cr=0, 就清零, 异步, 最优先;若 Cr 1, 其功能由 , 决定 ;(1) 存储数据功能 :S1=1,S0=; 并行装入 , 同步,CP 上升沿,d Q0,dQ1,d2Q2;3Q3；S1=0；S0=0;输出不变；(2) 位移功能 :S1=0,S0=1; 右移串行输入 , 数据移动方向为 :DSR Q Q Q2 Q3.同步 ,CP上升沿；S1=1,S00; 左移串行输入 , 数据移动方向为 :D LQ3 2 Q Q0,同步,CP上升沿；利用移位寄存器可构成数据存储器； 先使 S0=1=1,
9、并行输入预置数值 , 再改变 S与 S1 得电平, 实现左移或右移状态或者使数据不变；存储电路得简化图如下 :此图为存储电路得一块芯片 , 共有 8 块 4LS9用来存储.片选功能得电路如下 :S1 就为控制电路得设置密码与输入密码功能得；74LS13就为数据选择器 , 作为选片储存功能； 电路没有自锁时 4 38 得 G1端输入为 , 实现数据选择功能；当 S1 拨到上方时 ,74 38 得输入端端就会置 1, 这时候实现密码设置功能 , 此时 4LS138得输出端只在 Y4 到 Y之间工作； 7 S1 8 得一个输出端控制一个寄存器得读写功能. 两个双 D触发器组成一个二进制加法器； 每当
10、键盘有按键输入时触发器得时钟脉冲端就会来一个脉冲使触发器工作一下, 加法器加 1；加法器得输出端接到 4LS 38 得输入端；当按键输入时 , 加法器每变化一次 ,74LS 38 得输出端选择上就变化一次, 以选择不同得寄存器来读写数据；3.显示功能简略图:可以瞧到与 4L19与 14LS192得输出端就为连在数码管上得, 当这两个芯片输出一个二进制数时 , 数码管就会显示相应得十进制数；.定时器在定时器得选用上 , 我选用了 LS1 2 芯片作为一个定时器；74LS1就为双时钟方式得十进制可逆计数器.( cd, 二进制) ；CPU为加计数时钟输入端 ,CD为减计数时钟输入端.L 为预置输入控
11、制端 , 异步预置.CR为复位输入端 , 高电平有效 , 异步清除；CO为进位输出 :1 01 状态后负脉冲输出 , B为借位输出 :0000 状态后负脉冲输出.4S19功能表 :74LS9引脚图 :其原理图如下 : .74LS91 芯片得 LR 端为 0, P 端置 1,LOAD端接 BO端, 组成一个计时器；该电路开始工作时 B端为 0 首先置数 , 置 4 得二进制数 , 即就为 0100.然后等时钟脉冲 , 在密码输入时有按键输入时 , 就会工作 , 此时,BO 端为 1, 进行二进制减数；当它减到时 ,BO 就会输出一个低电平 , 输出接旁边用双 D 触发器组成得二进制制计数器得时钟
12、信号输入端；当双触发器进 1 时, 输出 Q端就会输出 0；74L 9芯片得时钟信号由方波脉冲提供, 与脉冲相连得就为一与门 , 与门得作用相当于开关 , 它得开关决定因数有四个 , 一个就为旁边得双 D触发器 Q端输出端, 开始工作时 , 触发器得 Q输出端为 1; 第二个因数就为按键开关 , 当键盘上有按键输入时 , 就会有按键识别电路置1, 并保持为 1; 第三个因数就为选择就为输入密码仍就为修改密码得开关电路传来得信号, 当电路得工作状态为密码输入时, 该与门得输入端就会置 , 否就为 0; 第四个为方波脉冲信号 , 该方波脉冲信号会始终在与 1 之间变化；当以上四个信号都为 1 时,
13、 该与门就会输出信号 1, 其实, 当除方波脉冲信号以外得其她三个信号都为1 时, 该芯片就会有一个时钟信号输入；当双 D触发器得输出端 Q为 0 时, 也即就为说 , 倒计时已用完时 , 与门输入端会有一个输入 , 4S19芯片就会没有时钟脉冲信号输入 , 倒计时电路不动.5 .自锁电路与报警电路在电路得开始工作首先要有两个条件满足才行, 一个就为 74LS192定时器旁得二进制计数器得输出端 ( 非端) 输出 1, 即就为已经倒计时完了 ; 第二密码锁仍就为为锁住状态 , 即亮红灯；该两个信号用一个与门来判断, 与 BO端得连接得输入端接一个非门；当这两者条件都满足时就会向自锁电路发出一个
14、信号1；其电路如下:有了这先决条件后 , 与门得信号就会输入到 74L194 芯片上, 该信号时由 0变 1 为 74L 4 芯片提供一个脉冲信号； 74L芯片得 SL.SR.S.CLR端接上高电平 , 把 74LS194 构成一个右移寄存器 , 时钟脉冲端 CLR每当有一个电平变化时 , 4S1 4 芯片得输出端就会左移一位 , 低位会补上 1；当与门由0 变 1, 输出端 QA就会由 0 变 4 13得 G1端就会置 0, 此时 7L1 输出端全为 1, 输出信号通过非门后全为 0, 作为存储数据芯片得 74LS194寄存器得 S与端都为 0, 寄存器得数据就会被锁住 , 无论寄存器得输入端为多少输出端都不会变化.电路就实现了自锁功能了.当电路自锁时, 左边得位移寄存器7 S 9得 A输出端就会变为 1 与 QA相连得蜂鸣器就会响 , 实现报警功能；图中得 1 开关就为控制密码得输入与设置密码功能； 当开关导通下面电路时就为输入密码状态 , 当开关拨到上面时就为设置密码状态.每输入一个数字数据选择器就会输入不同得二进制数来选择不同得寄存器读写；6 .密码比较电路密码比较电路主要就为用了 7L85 做为比较器；其简化电路如下 :74LS5 得置高电平 , 即就为该芯片得扩展部分得 a=Qb,使该芯片能正常比较输入得
