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課程設計任務書 學生姓名： 閔耀華 專業(yè)班級： 通信1001班 指導教師： 陳適 工作單位： 信息工程學院 題 目: 數(shù)字式密碼電子鎖電路設計 初始條件： 本設計既可以使用集成電路和必要的元器件等。本設計也可以使用單片機系統(tǒng)構建數(shù)字密碼電子鎖。自行設計所需工作電源。電路組成原理框圖見圖1，數(shù)字密碼鎖的實際鎖體一般由電磁線圈、鎖栓、彈簧和鎖柜構成。當線圈有電流時，產(chǎn)生磁力，吸動鎖栓，即可開鎖。反之則不開鎖。 圖1 數(shù)字式電子鎖電路原理框圖 要求完成的主要任務: （包括課程設計工作量及技術要求，以及說明書撰寫等具體要求） 1、課程設計工作量：1周。 2、技術要求： ①課程設計中，鎖體用LED代替（如“綠燈亮”表示開鎖，“紅燈亮”表示閉鎖）。 ②其密碼為方4位（或8位）二進制代碼（代碼自設定）。 ③開鎖指令為串行輸入碼，當開鎖密碼與存儲密碼一致時，鎖被打開。當開鎖密碼與存儲密碼不一致時，可重復進行，若連續(xù)三次未將鎖打開，電路則報警并實現(xiàn)自鎖。（報警動作為響1分鐘，停10秒） ④選擇電路方案，完成對確定方案電路的設計。計算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。安裝調試設計電路。 3、查閱至少5篇參考文獻。按《武漢理工大學課程設計工作規(guī)范》要求撰寫設計報告書。全文用A4紙打印，圖紙應符合繪圖規(guī)范。 時間安排： 1、 年 月 日集中，作課設具體實施計劃與課程設計報告格式的要求說明。 2、 年 月 日，查閱相關資料，學習電路的工作原理。 2、 年 月 日 至 年 月 日，方案選擇和電路設計。 2、 年 月 日 至 年 月 日，電路調試和設計說明書撰寫。 3、 年 月 日上交課程設計成果及報告，同時進行答辯。 課設答疑地點： 指導教師簽名： 年 月 日 系主任（或責任教師）簽名： 年 月 日 目 錄 摘 要 I 1 緒 論 1 2 設計內容及要求 2 3實驗電路總體設計 4 單元電路的設計與元器件選擇 5 7課程設計心得體會 12 8 參考文獻 13 摘 要 數(shù)字電子技術課程設計對所學的基礎理論知識是一次實踐檢測的過程。本文的電子密碼鎖利用數(shù)字邏輯電路，實現(xiàn)對門的電子控制，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)主要由密碼存儲電路，比較電路，開鎖輸入，報警電路，鎖體組成。密碼存儲電路與比較電路主要由開關和非門構成，開鎖輸入主要由74LS194移位寄存器構成，報警電路主要由74LS192和報警燈構成 關鍵詞：密碼存儲電路，比較電路，鎖體，報警電路，開鎖輸入電路 1 緒 論 隨著科學技術的飛速發(fā)展，電子技術已廣泛應用于國防、交通、科技及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個領域，它與人們的工作和生活息息相關。因此，只有掌握電子技術的基本知識和實用技能，才能適應高速發(fā)展的信息時代。 現(xiàn)代電子技術的快速發(fā)展,數(shù)據(jù)的采集與處理廣泛地應用在自動化領域中。在生活或工業(yè)領域中 電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或是芯片工作，從而控制機械開關的閉合，完成開鎖、閉鎖任務的電子產(chǎn)品。它的種類很多，有簡易的電路產(chǎn)品，也有基于芯片的性價比較高的產(chǎn)品。 現(xiàn)代社會的電子科技的日新月異，這就要求我們獨力思考，理論聯(lián)系實際，并且發(fā)揮我們的創(chuàng)新意識，此次數(shù)電課程設計為我們提供了良好的實踐平臺，也為我們走向社會提供了良好的基礎。 我們通過此次設計能將學到的理論知識應用于實際，不僅能鞏固書本上的知識，而且要求我們獨立查閱資料，設計電路，焊接電路板，培養(yǎng)我們獨立思考的能力。我希望自己能夠充分利用這次機會，更加深刻的了解課本上的知識，以及培養(yǎng)自己的動手操作能力。 2 設計內容及要求 2.1設計的目的及主要任務 2.1.1設計的目的 設計一個密碼鎖電路并具有報警功能 2.1.2 設計任務及主要技術指標 ①課程設計中，鎖體用LED代替（如“綠燈亮”表示開鎖，“紅燈亮”表示閉鎖）。 ②其密碼為方4位（或8位）二進制代碼（代碼自設定）。 ③開鎖指令為串行輸入碼，當開鎖密碼與存儲密碼一致時，鎖被打開。當開鎖密碼與存儲密碼不一致時，可重復進行，若連續(xù)三次未將鎖打開，電路則報警并實現(xiàn)自鎖。（報警動作為響1分鐘，停10秒） ④選擇電路方案，完成對確定方案電路的設計。計算電路元件參數(shù)與元件選擇、并畫出總體電路原理圖，闡述基本原理。安裝調試設計電路。 2.2設計思想 ：由移位寄存器構成密碼輸入電路，有開關與非門構成密碼比較與存儲電路，四個74LS192計數(shù)器分別構成由輸入三次錯誤，報警60秒停10秒連續(xù)三次的報警電路，燈泡亮表示報警，報警再加反饋回路實現(xiàn)對前面電路的控制。 3實驗總體設計 3.1實驗電路圖 4各部分單元電路設計及器件選擇 1、 開鎖輸入電路主要由移位寄存器構成 其構成電路圖如上圖所示 開關A閉合脈沖輸入，移位寄存器開始工作 ，密碼由此輸入進去。 2、 鎖體和密碼存儲電路主要由開關和非門構成 74LS04引腳圖 其構成的密碼存儲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；若輸入的密碼錯誤，則接到四輸入與非門的至少有一個為低電平，輸出為高電平。有開關的接非門與直接接導線構成四位密碼的設置及密碼比較，開關1接非門表示設置密碼為0，接導線表示設置的為1，則通過左邊過來的移位寄存器的四個輸出端的四位二進制與其進行比較。 其四輸入與非門的輸出端的仿真的電路如下，高電平表示輸入錯誤情況，低電平表示輸入正確情況。 3、其報警電路主要由74LS192芯片構成 此為構成密碼輸入三次的計時電路，其置數(shù)端接到四輸入與非門的輸出端，低電平有效，當輸入錯誤時，置數(shù)端借的為高電平，故計數(shù)器進行計數(shù)，脈沖接到up端則為加計數(shù)。當增加到3時輸出為0011，故Qa，Qb端輸出接到與門，則與門輸出端為高電平，高電平反饋到開鎖輸入回路，使其不能進行輸入，故為三進制計數(shù)。 其與門輸出端的仿真波形如下圖所示： 此電路構成報警60秒，停10秒，再報警電路，連續(xù)報警三次，由置數(shù)端從低電平變?yōu)楦唠娖綄崿F(xiàn)計數(shù)過程，對左邊與右邊芯片構成69秒計數(shù)，中間構成三進制計數(shù)，脈沖端均接入到down端，則實現(xiàn)69秒減計數(shù)，左邊計數(shù)器輸出端均接到或門，實現(xiàn)從69秒到9秒的報警，此過程中燈泡亮，當減到9秒后則燈滅，輸出端為借位端接到中間計數(shù)器脈沖端以此使其進行計數(shù)，中間計數(shù)器的輸出端經(jīng)非門接到密碼輸入三次時的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.課程設計心得體會 通過這次的數(shù)電課程設計，我學到了很多東西，也加深了對課本知識的理解。真正把課堂上學習到的理論知識運用到實踐上，但這和真正的設計有著很大的差別，須知以后的設計將會更復雜。 通過本次課設我學到了很多，兩三個人一組即增加了我們的動手能力，又讓我學會了團結一致，共同合作才能研究出更好的方案，我們將理論聯(lián)系實際，在交流中取得進步，從問題中提高自己。 本次試驗加深了對mulsitim仿真軟件的理解，既鞏固了課堂上學到的知識，又掌握了集成電路芯片的應用，在此基礎上學習了數(shù)字系統(tǒng)設計的基本方法與原理，學會了科學的分析實際問題，通過小組討論獨立解決問題同時也培養(yǎng)了我認真嚴謹?shù)膽B(tài)度。 雖說本次實驗確實很緊張，但我們都盡了自己的最大努力去完成每一步，即使最后的結果并不是很完美，但是在做課設的過程中我們學到了很多，同時我們也認識到自身的不足，相信在以后的學習實踐過程中我會更加努力，改正自身缺點，爭取做一個為祖國事業(yè)貢獻力量的人才。 6.參考文獻 [1] 吳友宇. 數(shù)字電子技術基礎. 北京：清華大學出版社, 2009 年05 月 [2] 任潮，數(shù)字電子技術基礎實驗書 [3]《中國集成電路大全》編寫委員會.中國集成電路大全：TTl集成電路.北京：國防工業(yè)出版社，1985 [4] 張慶雙. 電子技術基礎 技能 線路實例.北京：科學出版社，2006年08月 [5] 楊輝，張鳳燕.大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷c數(shù)字系統(tǒng)設計.北京：北京航空航天大學出版社，1998