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1、燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书燕山大学课 程 设 计 说 明 书题目： 密码锁 学院（系）： 电气工程学院 年级专业： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 实验师 实验师 燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院 基层教学单位：电子实验中心 学 号学生姓名专业（班级）设计题目密码锁设计技术参数设计位密码锁，用一个开关表示设密码开锁当密码输入正确时，指示灯亮，表示开锁成功当密码输入错误时，蜂鸣器响3秒时，表示开锁失败设计要求密码可以任意设置，且设置的密码不显示用拨码开关输入密码（位拨码开关表示一位数）在数码管上显示输入的密码用蜂鸣器发出蜂鸣工作量学会使用Max+
2、PlusII软件和实验箱；独立完成电路设计，编程下载、连接电路和调试；参加答辩并书写任务书。工作计划1. 了解EDA的基本知识，学习使用软件Max+PlusII，下发任务书，开始电路设计；2. 学习使用实验箱，继续电路设计；3. 完成电路设计；4. 编程下载、连接电路、调试和验收；答辩并书写任务书。参考资料数字电子技术基础.阎石主编.高等教育出版社.EDA课程设计指导书.指导教师签字基层教学单位主任签字说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。2012年 3 月16 日 目 录第一章 摘要4第二章 设计原理5 2.1 EDA简介 5 2.2 总体设计思路5第三章 模块设计及
3、波形仿真6 3.1锁存器模块 6 3.2设计密码开锁模块 7 3.3蜂鸣器模块 9第四章 总原理图11第五章 真值表12第六章 管脚锁定及硬件连接14第七章 心得体会15参考文献 16附：燕山大学课程设计评审意见表 第一章 摘要 随着科学技术的发展，我们的生活越来越好。而数字电路产品以其独特的优越性走进我们的生活，为我们的生活带来方便。，包括计算机、电子表、智能仪器表及其它很多领域中，它给我们带来的不仅是工作上的方便，而且也给我们的生活娱乐添滋加彩。随着科学技术的发展，我们的生活越来越好。而数字电路产品以其独特的优越性走进我们的生活，为我们的生活带来方便。数字电路主要是基于两个信号（我们可以简
4、单的说是有电压和无电压），用数字信号完成对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路我们称之为数字电路，它具有逻辑运算和逻辑处理等功能，数字电路可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。 在这次EDA课程设计中，我的题目是密码锁。报告从电路原理着手，首先介绍一下我的设计思路，其次详细介绍其各个模块以及工作原理，然后是用MAX+PLUSII设计的电路模块，仿真结果及真值表。最后是此次设计的心得体会和参考书。第二章 设计原理2.1 EDA简介EDA（Electronics Design Automation）技术是随着集成电路和计算机技术的飞速发展应运而生的一种高级、快速、有效的电子设计自动化工具。它是为解决自动
5、控制系统设计而提出的，从70年代经历了计算机辅助设计（CAD），计算机辅助工程（CAE），电子系统设计自动化（ESDA）3个阶段。前两个阶段的EDA产品都只是个别或部分的解决了电子产品设计中的工程问题；第三代EDA工具根据工程设计中的瓶颈和矛盾对设计数据库实现了统一管理，并提出了并行设计环境概念，提供了独立于工艺和厂家的系统级的设计工具。EDA关键技术之一就是采用硬件描述语言对硬件电路进行描述，且具有系统级仿真和综合能力。2.2总体设计思路 本设计名称为密码锁，设计分三部分:设计密码模块、开锁模块、蜂鸣器模块。通过这三个部分来实现密码锁的功能。设计所要实现的功能为：1 手动用12个拨码开关设计
6、三位密码（0-9）或开锁。2 再输入密码开锁，当密码输入正确时，指示灯亮，表示开锁成功。3 当密码输入错误时，蜂鸣器响三秒，表示开锁失败。设计思想为：本设计中首先用拨码开关设计密码，此时的密码不能用数码管显示，用总开关表示设密码开锁。设置好密码后按关闭拨码使锁关闭，指示灯处于灭的状态。再输入三位数字进行开琐，如果输入的密码正确则指示灯亮，表示开琐成功，否则蜂鸣器发出响声，并持续三秒钟，表示开锁失败。 第三章 详细设计及波形仿真3.1锁存器模块在密码锁设计中，我采用十二个D触发器来实现对设计的密码的锁存，当使能端en为高电平时输入设计的密码，设计好后将使能端en置为低电平，此时密码被保存在触发器
7、中用来跟再次输入的密码比较。1.锁存器封装电路在电路中我将四个触发器封装成一个整体，电路图如下： 通过封装可以将上面电路组合成锁存一个四位二进制的锁存器芯片便于使用如下： 2.锁存器波形图 当en为高电平输入数据，低电平锁存。如图可得到数据的锁存。3.2 设计密码开锁模块 对于设计密码开锁模块，我首先用一个总开关来控制输密码和开锁，当总开关为高电平时，使锁存器的使能端为高电平，开始设计密码，并且设计的密码不能用数码管显示。设计完成后将总开关为低电平，即设计好初始密码。然后再用拨码开关输入密码，将输入的密码用数码管显示的同时，与锁存器中储存的密码比较，如果相同则比较器相等端输出为1，如果不同，则
8、比较器相等端输出为0。1.设计密码及开锁模块的电路图 1.设计密码及开锁模块的波形图由以上波形图可知，当en端为1时，输入b,c,d分别为4,4,2并且数码管不显示，当en端为0时，开始开锁，输入密码错误时，如2,4,4时，数码管显示输入值，但是比较器输出为0，即输入的密码与初始设定密码不同。当输入密码为4,4,2时，数码管显示输入值，比较器输出为1，即开锁成功，输入密码与初始密码相同。3.3蜂鸣器模块1.蜂鸣器简介蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。 ；蜂鸣器主要分为压电
9、式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型 。JBUZZER蜂鸣器BUZZER图2.1蜂鸣器模块如图2.1所示，蜂鸣器模块包含1个蜂鸣器BUZZER和一个跳线器JBUZZER。当使用蜂鸣器时，此跳线器短接。同时独立扩展下载板CPLD/FPZA的JP2_CF的SPEAKER接高电平时，蜂鸣器工作。SPEAKERCOUTENACLK2K 图 2.2 蜂鸣器原理图结构2.蜂鸣器电路图3.蜂鸣器波形图由上图可知，当en使能端为高电平时蜂鸣器不工作。当使能端置为0，开始比较密码时，当输入经反相器为低电平时，不工作。当输入经反相器为高电平时，蜂鸣器响三秒。第四章 总电路图 总电路图的波形图如下: 可知使能端为1，设计
10、密码且数码管不显示。使能端为0时，再次输入密码打开开关q1，如果输入正确则数码管显示并且指示灯亮。如果输入错误则数码管显示并且蜂鸣器响三秒。第五章 真值表1. 十进制计数器74160真值表 （表1）表1 十进制计数器74160真值表2.数据比较器真值表此真值表可知只有当两个数值相等时AEBO端才能输出为1。即可以得到当密码输入正确时输出为1，失败为0。3.总体电路部分真值表 此真值表可知，当输入密码与设定密码相同时，指示灯亮。当不同时，蜂鸣器响。第六章 管脚锁定及硬件连接引脚符号锁定引脚符号锁定b1PIN39e1PIN142b2PIN40e2PIN141b3PIN41e3PIN140b4PIN
11、44e4PIN139c1PIN45f1PIN136c2PIN46f2PIN135c3PIN47f3PIN134c4PIN53f4PIN133d1PIN68g1PIN132d2PIN69g2PIN131d3PIN70g3PIN128d4PIN71g4PIN127enPIN73ledPIN12clkPIN173fengmingPIN38q1PIN74z1PIN94z2PIN95z3PIN96 试验箱上一共有7根线，将PIN68、PIN69、PIN70、PIN71、PIN73、PIN74分别与外接的六个拨码开关相连。PIN173与1HZ脉冲相连。在经过前面几个阶段的设计与验证后，密码管的各个模块已经
12、设计完毕，根据总体设计时的方案框图，将各个子电路组合起来，并且为各个输入和输出选择合适的管脚(如上所示)。将1Hz的时钟信号加到计时器clk信号上，开关en控制使能端，q1控制灯和蜂鸣器来实现密码锁的相关过程。经测试，电路可以正常工作，并显示，调整无误。可以设计密码，开锁并且指示开锁正确或错误蜂鸣。基本实现任务书要求的工作。 第七章 心得体会在紧张与忙碌中，一周的EDA课程设计就要结束了，通过这次设计，使我对EDA产生了浓厚的兴趣。特别是当每一个子模块编写调试成功时，心里特别的开心。这次课设给了我一次自己编写电路自己上箱实验的机会使我可以把理论知识应用于实践。在编写蜂鸣器模块时，我遇到了很大的困难，一直被定时问题所困扰，解决了这个问题时，我特别的高兴。通过这次设计，是我充分意识到自己在数字电子技术上的不足，对以前学习的知识有了深层次的理解。这次EDA课程设计在整整一个星期的日子里，可以说是苦多于甜，但是可以学的到很多很多的东西，同时不仅可以巩固以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。总的来说
