數(shù)字電路課程設(shè)計(jì)之?dāng)?shù)字密碼鎖電路設(shè)計(jì).doc
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課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名: 閔耀華 專業(yè)班級(jí): 通信1001班 指導(dǎo)教師: 陳適 工作單位: 信息工程學(xué)院 題 目: 數(shù)字式密碼電子鎖電路設(shè)計(jì) 初始條件: 本設(shè)計(jì)既可以使用集成電路和必要的元器件等。本設(shè)計(jì)也可以使用單片機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建數(shù)字密碼電子鎖。自行設(shè)計(jì)所需工作電源。電路組成原理框圖見(jiàn)圖1,數(shù)字密碼鎖的實(shí)際鎖體一般由電磁線圈、鎖栓、彈簧和鎖柜構(gòu)成。當(dāng)線圈有電流時(shí),產(chǎn)生磁力,吸動(dòng)鎖栓,即可開(kāi)鎖。反之則不開(kāi)鎖。 圖1 數(shù)字式電子鎖電路原理框圖要求完成的主要任務(wù): (包括課程設(shè)計(jì)工作量及技術(shù)要求,以及說(shuō)明書撰寫等具體要求)1、課程設(shè)計(jì)工作量:1周。2、技術(shù)要求:課程設(shè)計(jì)中,鎖體用LED代替(如“綠燈亮”表示開(kāi)鎖,“紅燈亮”表示閉鎖)。其密碼為方4位(或8位)二進(jìn)制代碼(代碼自設(shè)定)。開(kāi)鎖指令為串行輸入碼,當(dāng)開(kāi)鎖密碼與存儲(chǔ)密碼一致時(shí),鎖被打開(kāi)。當(dāng)開(kāi)鎖密碼與存儲(chǔ)密碼不一致時(shí),可重復(fù)進(jìn)行,若連續(xù)三次未將鎖打開(kāi),電路則報(bào)警并實(shí)現(xiàn)自鎖。(報(bào)警動(dòng)作為響1分鐘,停10秒)選擇電路方案,完成對(duì)確定方案電路的設(shè)計(jì)。計(jì)算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫出總體電路原理圖,闡述基本原理。安裝調(diào)試設(shè)計(jì)電路。3、查閱至少5篇參考文獻(xiàn)。按武漢理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)工作規(guī)范要求撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告書。全文用A4紙打印,圖紙應(yīng)符合繪圖規(guī)范。時(shí)間安排:1、 年 月 日集中,作課設(shè)具體實(shí)施計(jì)劃與課程設(shè)計(jì)報(bào)告格式的要求說(shuō)明。2、 年 月 日,查閱相關(guān)資料,學(xué)習(xí)電路的工作原理。2、 年 月 日 至 年 月 日,方案選擇和電路設(shè)計(jì)。2、 年 月 日 至 年 月 日,電路調(diào)試和設(shè)計(jì)說(shuō)明書撰寫。3、 年 月 日上交課程設(shè)計(jì)成果及報(bào)告,同時(shí)進(jìn)行答辯。課設(shè)答疑地點(diǎn): 指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日系主任(或責(zé)任教師)簽名: 年 月 日目 錄摘 要I1 緒 論12 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求23實(shí)驗(yàn)電路總體設(shè)計(jì)4 單元電路的設(shè)計(jì)與元器件選擇57課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)128 參考文獻(xiàn)13摘 要數(shù)字電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)對(duì)所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)是一次實(shí)踐檢測(cè)的過(guò)程。本文的電子密碼鎖利用數(shù)字邏輯電路,實(shí)現(xiàn)對(duì)門的電子控制,并且有各種附加電路保證電路能夠安全工作,具有極高的安全系數(shù)。該系統(tǒng)主要由密碼存儲(chǔ)電路,比較電路,開(kāi)鎖輸入,報(bào)警電路,鎖體組成。密碼存儲(chǔ)電路與比較電路主要由開(kāi)關(guān)和非門構(gòu)成,開(kāi)鎖輸入主要由74LS194移位寄存器構(gòu)成,報(bào)警電路主要由74LS192和報(bào)警燈構(gòu)成關(guān)鍵詞:密碼存儲(chǔ)電路,比較電路,鎖體,報(bào)警電路,開(kāi)鎖輸入電路1 緒 論隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,電子技術(shù)已廣泛應(yīng)用于國(guó)防、交通、科技及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域,它與人們的工作和生活息息相關(guān)。因此,只有掌握電子技術(shù)的基本知識(shí)和實(shí)用技能,才能適應(yīng)高速發(fā)展的信息時(shí)代?,F(xiàn)代電子技術(shù)的快速發(fā)展,數(shù)據(jù)的采集與處理廣泛地應(yīng)用在自動(dòng)化領(lǐng)域中。在生活或工業(yè)領(lǐng)域中 電子密碼鎖是一種通過(guò)密碼輸入來(lái)控制電路或是芯片工作,從而控制機(jī)械開(kāi)關(guān)的閉合,完成開(kāi)鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。它的種類很多,有簡(jiǎn)易的電路產(chǎn)品,也有基于芯片的性價(jià)比較高的產(chǎn)品。現(xiàn)代社會(huì)的電子科技的日新月異,這就要求我們獨(dú)力思考,理論聯(lián)系實(shí)際,并且發(fā)揮我們的創(chuàng)新意識(shí),此次數(shù)電課程設(shè)計(jì)為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái),也為我們走向社會(huì)提供了良好的基礎(chǔ)。我們通過(guò)此次設(shè)計(jì)能將學(xué)到的理論知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際,不僅能鞏固書本上的知識(shí),而且要求我們獨(dú)立查閱資料,設(shè)計(jì)電路,焊接電路板,培養(yǎng)我們獨(dú)立思考的能力。我希望自己能夠充分利用這次機(jī)會(huì),更加深刻的了解課本上的知識(shí),以及培養(yǎng)自己的動(dòng)手操作能力。2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求2.1設(shè)計(jì)的目的及主要任務(wù)2.1.1設(shè)計(jì)的目的設(shè)計(jì)一個(gè)密碼鎖電路并具有報(bào)警功能2.1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)及主要技術(shù)指標(biāo)課程設(shè)計(jì)中,鎖體用LED代替(如“綠燈亮”表示開(kāi)鎖,“紅燈亮”表示閉鎖)。其密碼為方4位(或8位)二進(jìn)制代碼(代碼自設(shè)定)。開(kāi)鎖指令為串行輸入碼,當(dāng)開(kāi)鎖密碼與存儲(chǔ)密碼一致時(shí),鎖被打開(kāi)。當(dāng)開(kāi)鎖密碼與存儲(chǔ)密碼不一致時(shí),可重復(fù)進(jìn)行,若連續(xù)三次未將鎖打開(kāi),電路則報(bào)警并實(shí)現(xiàn)自鎖。(報(bào)警動(dòng)作為響1分鐘,停10秒)選擇電路方案,完成對(duì)確定方案電路的設(shè)計(jì)。計(jì)算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫出總體電路原理圖,闡述基本原理。安裝調(diào)試設(shè)計(jì)電路。2.2設(shè)計(jì)思想 :由移位寄存器構(gòu)成密碼輸入電路,有開(kāi)關(guān)與非門構(gòu)成密碼比較與存儲(chǔ)電路,四個(gè)74LS192計(jì)數(shù)器分別構(gòu)成由輸入三次錯(cuò)誤,報(bào)警60秒停10秒連續(xù)三次的報(bào)警電路,燈泡亮表示報(bào)警,報(bào)警再加反饋回路實(shí)現(xiàn)對(duì)前面電路的控制。3實(shí)驗(yàn)總體設(shè)計(jì)3.1實(shí)驗(yàn)電路圖4各部分單元電路設(shè)計(jì)及器件選擇1、 開(kāi)鎖輸入電路主要由移位寄存器構(gòu)成 其構(gòu)成電路圖如上圖所示 開(kāi)關(guān)A閉合脈沖輸入,移位寄存器開(kāi)始工作 ,密碼由此輸入進(jìn)去。2、 鎖體和密碼存儲(chǔ)電路主要由開(kāi)關(guān)和非門構(gòu)成 74LS04引腳圖 其構(gòu)成的密碼存儲(chǔ)及密碼比較部分如上圖,左端接密碼輸入電路,若輸入的密碼正確則接到四輸入與非門均為高電平,故與非門輸出端為低電平;若輸入的密碼錯(cuò)誤,則接到四輸入與非門的至少有一個(gè)為低電平,輸出為高電平。有開(kāi)關(guān)的接非門與直接接導(dǎo)線構(gòu)成四位密碼的設(shè)置及密碼比較,開(kāi)關(guān)1接非門表示設(shè)置密碼為0,接導(dǎo)線表示設(shè)置的為1,則通過(guò)左邊過(guò)來(lái)的移位寄存器的四個(gè)輸出端的四位二進(jìn)制與其進(jìn)行比較。其四輸入與非門的輸出端的仿真的電路如下,高電平表示輸入錯(cuò)誤情況,低電平表示輸入正確情況。3、其報(bào)警電路主要由74LS192芯片構(gòu)成 此為構(gòu)成密碼輸入三次的計(jì)時(shí)電路,其置數(shù)端接到四輸入與非門的輸出端,低電平有效,當(dāng)輸入錯(cuò)誤時(shí),置數(shù)端借的為高電平,故計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù),脈沖接到up端則為加計(jì)數(shù)。當(dāng)增加到3時(shí)輸出為0011,故Qa,Qb端輸出接到與門,則與門輸出端為高電平,高電平反饋到開(kāi)鎖輸入回路,使其不能進(jìn)行輸入,故為三進(jìn)制計(jì)數(shù)。其與門輸出端的仿真波形如下圖所示:此電路構(gòu)成報(bào)警60秒,停10秒,再報(bào)警電路,連續(xù)報(bào)警三次,由置數(shù)端從低電平變?yōu)楦唠娖綄?shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)過(guò)程,對(duì)左邊與右邊芯片構(gòu)成69秒計(jì)數(shù),中間構(gòu)成三進(jìn)制計(jì)數(shù),脈沖端均接入到down端,則實(shí)現(xiàn)69秒減計(jì)數(shù),左邊計(jì)數(shù)器輸出端均接到或門,實(shí)現(xiàn)從69秒到9秒的報(bào)警,此過(guò)程中燈泡亮,當(dāng)減到9秒后則燈滅,輸出端為借位端接到中間計(jì)數(shù)器脈沖端以此使其進(jìn)行計(jì)數(shù),中間計(jì)數(shù)器的輸出端經(jīng)非門接到密碼輸入三次時(shí)的clr端使其停止工作。74LS00引腳圖如下74LS32或門引腳圖如下74LS08引腳圖如下5.課程設(shè)計(jì)心得體會(huì)通過(guò)這次的數(shù)電課程設(shè)計(jì),我學(xué)到了很多東西,也加深了對(duì)課本知識(shí)的理解。真正把課堂上學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐上,但這和真正的設(shè)計(jì)有著很大的差別,須知以后的設(shè)計(jì)將會(huì)更復(fù)雜。通過(guò)本次課設(shè)我學(xué)到了很多,兩三個(gè)人一組即增加了我們的動(dòng)手能力,又讓我學(xué)會(huì)了團(tuán)結(jié)一致,共同合作才能研究出更好的方案,我們將理論聯(lián)系實(shí)際,在交流中取得進(jìn)步,從問(wèn)題中提高自己。本次試驗(yàn)加深了對(duì)mulsitim仿真軟件的理解,既鞏固了課堂上學(xué)到的知識(shí),又掌握了集成電路芯片的應(yīng)用,在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法與原理,學(xué)會(huì)了科學(xué)的分析實(shí)際問(wèn)題,通過(guò)小組討論獨(dú)立解決問(wèn)題同時(shí)也培養(yǎng)了我認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。 雖說(shuō)本次實(shí)驗(yàn)確實(shí)很緊張,但我們都盡了自己的最大努力去完成每一步,即使最后的結(jié)果并不是很完美,但是在做課設(shè)的過(guò)程中我們學(xué)到了很多,同時(shí)我們也認(rèn)識(shí)到自身的不足,相信在以后的學(xué)習(xí)實(shí)踐過(guò)程中我會(huì)更加努力,改正自身缺點(diǎn),爭(zhēng)取做一個(gè)為祖國(guó)事業(yè)貢獻(xiàn)力量的人才。6.參考文獻(xiàn)1 吳友宇. 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ). 北京:清華大學(xué)出版社, 2009 年05 月2 任潮,數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)書3中國(guó)集成電路大全編寫委員會(huì).中國(guó)集成電路大全:TTl集成電路.北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1985 4 張慶雙. 電子技術(shù)基礎(chǔ) 技能 線路實(shí)例.北京:科學(xué)出版社,2006年08月5 楊輝,張鳳燕.大規(guī)模可編程邏輯器件與數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1998- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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