电子密码锁课程设计

1、东华理工大学课程设计报告课程名称： 脉冲与数字电路 系 部： 通信工程系 专业班级： 1421302 小组成员： 个人 指导教师： 邓伶莉 完成时间： 2016.03.06 报告成绩： 评阅教师 邓伶莉 日期 电子密码锁课程设计报告一. 设计要求1） 基本要求： 设计一个数字密码锁，要求只有按正确的顺序，输入正确的密码，方能输出开锁信号，实现开锁。 设置三个正确的密码键和若干个伪键，任何伪键按下后，密码锁都无法打开。 每次只能接受四次按键信号，而且第四个键只能是“确定”或者“重输键”，其他无效。 能显示已输入键的个数 2） 扩展要求： 第一次密码输错后，可以输入第二次，但是连续三次输错，密码将

2、被锁，必须按复位键才能解锁。 二. 设计的作用、目的课程设计的基本任务，是着重提高动手能力及在字集成电路应用方面的实践技能，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。各组人员可分别通过设计图纸，上网查找资料以及撰写报告这几个过程来锻炼逻辑思维能力及实际动手能力。从实际操作中学习知识，思考存在的问题以及解决问题。让我认识到数电中一些基本的的元器件的功能及其使用，如一些简单的与非门异或门，计数器，移位寄存器，数值比较器和开关的使用方法及实现指定要求的电子密码锁。 综合运用所学过的脉冲与数字电路课程知识，进行有一点工作量的数字电路综合设计，掌握电路原理分析，电路设计，电路板制作，电路焊接与电路调试能力

3、。 三. 设计的具体实现1 系统概述由设计要求可知，电子密码锁结构必须包括密码设置及输入部分，显示部分，输入密码与初始密码比较部分，即解锁部分，一些相应的功能键，如密码重置键，密码重输键，密码确认键，复位键等，和扩展要求部分。（电路图详见图1.1,1.2）密码设置及输入部分，即输入密码所需的按键模块和将按键编码的编码器，同时需要将编码器的编码存储，即需要个存储器，存储器包括两个，一个是设置初始密码的存储器，另一个是解锁输入密码的存储器。我采用的是按钮作为密码按键，两个或门组成的3-2线编码器，和课本上的双向移位寄存器。显示部分，同时需要能显示已输入键的个数，则需要一个计数器，我采用的是按钮作为

4、开关，将开关的一端连到计数器的CLK端口，按一下密码键则会产生一个脉冲，计数器就会计数，再将计数器的相应端口连到七段数码管，则能实现。解锁部分，而且要求只有按正确的顺序，输入正确的密码，方能输出开锁信号，实现开锁，则需要一个数值比较器，将初始密码和输入密码比较，得到输出结果，作为此密码锁的开关。扩展要求部分，则同样需要一个计数器，将该计数器的CLK连到重输密码键的开关，当计数器计到4时，利用计数器的相应输出端口来控制密码输入按键的工作，实现锁住密码锁的功能，并且可以设置一个复位键来解锁。基本要求部分总览 图1.1扩展要求部分图 1.22 电路设计与分析 1）.密码设置与输入部分 密码设置则需要

5、按键来实现密码输入功能，为了其它的功能的顺利实现，采用如下图2.1所示的按钮开关。 图2.1设置初始密码时，按下如图2.2的按钮则会产生高电平，使得由两个或门的组成的3-2线编码器编码，并且将编成的两位二进制码Y1Y2存入存储器中。3-2编码器模块 图2.2ASDY1Y2100010101000111表2.1 3-2线编码器真值表编码器逻辑表达式Y1=S+DY2=A+D 如图2.3所示，三次按键后则需要存储6位二进制数，我采用的是两片74LS194D芯片（双向4位移位寄存器），将一个按键产生的两位二进制码分别存入对应高位和低位存储器中，把Y1Y2分别接到对应的高位和低位密码移位存储器（74LS

6、194D）上，同时两个寄存器的CLK接到了按钮上，则输入密码时按下按纽，编码器则会按照上表2.1编码瞬间产生一个两位二进制码并将其存入的两个存储器的QD，同时会产生一个脉冲，按三下按钮后则会寄存器会把3个两位二进制码，即6位二进制码分别存入QBQCQD中，而在要求需要接受四次按键信号，而我的设计将第四次按键设置为任意键，即输入三次后按下任意一个密码键，即为确认键，则需存储的3个两位二进制码存在QAQBQC中，同时该存储器接收到第四次按键信号后，需将其存储的密码保持。根据芯片74LS194D功能表（见数电课本p276）已知S1=0,S0=0时保持，S1=1，S0=0时左移，则可以通过如下图所示的

7、密码存储控制A双输入或非门（74LS02）实现自动控制。 易知编码器对按钮的编码有3种01，10，11，接收到四次按键信号后通过两个移位寄存器的QA状态的变化，实现接受四次信号后QA会从00变成01，10,11,据此则可以采用将如图2.3的密码存储控制模块的输出端分别接到存储器的S1端口，则可以实现了在接受了四次按键信号后能将设置的初始密码保持下来要求，同时该芯片还具有异步置0端口CLR，据此可以设置一个如图所示的密码重置键。（详细电路连接见图1.1）初始密码存储器模块 图2.3输入密码存储器，同样采用两片74LS194D芯片，该模块的功能应该是，设置好了初始密码后，此时两片74LS194D芯

8、片才能开始存储输入密码按键产生的编码，则需要通过通过如图2.4的所示的密码输入控制模块。可知，输入密码存储器开始存储时，需要保证初始密码存储后，之前设置的初始密码的时间内，各个输出端口保持0状态，并且开始输入密码存储时，存储完3位密码后，按下任意键后，则野需要保持。据此，可以利用如图所示的密码输入控制模块来自动控制输入密码存储器的存储功能，CLK端口连接与初始密码存储器相同，这两块芯片的S1端口连接到，初始密码存储器的芯片S1端口的反相后与输入密码存储器的模块的密码存储控制的异或后的输出端口上，即能实现正常的存储功能了，同时也能利用CLR做一个密码重输键。输入密码存储器模块 图2.42） .显

9、示部分实现显示已输入键的个数，则需要一个计数器和一个7段数码管，如下图，计数器的CLK端口接到3输入或非门的输出端上，按下一个按纽键就会产生一个脉冲，则把16进制计数器初始值设为0000，则按一下按纽即可以计一个数，异步置0端口CLR通过连到QC的反门上，实现了4进制计数器，对应引脚连到数码管上即能显示已输入键的个数。显示模块 图2.53） .解锁部分将两个存储器的存储的6个二进制数分别接到数值比较器上。因为有6位数，则采用两片74LS85N四位比较器芯片，将6位二进制数分别对应接到比较器的输入端口上，将A=B的输出端口通过一个密码验证键接到一个指示灯上，按下密码验证灯，指示灯亮则说明密码输入

10、正确，否则错误，则需要按密码重输键再次输入才能解锁。解锁模块 图2.64） .扩展要求部分根据4位二进制计数器的功能表可知，按如图所示的连接方式，分别把相应的线路连接至总览图的对应引脚，则可实现3次输错密码，密码锁就会锁住，按下复位键才能重新输入密码（由于线路过于杂乱只能将扩展要求部分电路图单独列出） 四心得体会及建议首先掌握了一些基本元器件，比如简单的与，或，非门，计数器，编码器，七段数码管，数值比较器，移位寄存器的功能及其综合使用方法。课程设计的前几天我在实验室无所事事，对我的课程设计题目完全不知如何下手，前5天不知所措，星期6在寝室里和舍友讨论了思路后，自己花了整整一天的时间，终于得到符

11、合要求的电路。通过这件事，让我懂得做任何事，都要用心去做，才能获得自己满意的结果。五附录数量描述参考标识6SWITCH, PB_DPSTJ2, J3, J1, 密码重输键, 密码重置键, 密码验证确认键174STD, 74161N4进制计数器174STD, 7427NU19374STD, 7432N编码器Y1, 编码器Y2, 密码存储控制1474LS_IC, 74LS194D低位密码移位存储器, 高位密码移位存储器, 输入存储器高位, 输入存储器低位174LS, 74LS02D密码存储控制1SWITCH, SPST程序开始键174LS, 74LS04DU6174STD, 74136N输入密码存

12、储控制274LS, 74LS85N比较器, 比较器1174LS, 74LS04N计数器置0控制端2DCD_HEX_DIG_GREEN七段数码管六参考文献参考文献的格式如下：1 阎石.数字电子技术基础.第五版.北京:高等教育出版社,2005.东华理工大学信息工程学院课程设计评分表学生姓名： 班级： 学号：课程设计题目：项目内容满分实 评选题能结合所学课程知识、有一定的能力训练。符合选题要求（5人一题）10工作量适中，难易度合理10能力水平能熟练应用所学知识，有一定查阅文献及运用文献资料能力10理论依据充分，数据准确，公式推导正确10能应用计算机软件进行编程、资料搜集录入、加工、排版、制图等10能体现创造性思维，或