数字电子锁电子课程设计.doc

湖南文理学院电子技术综合课程设计 专业班级： 电信0901 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 设计时间： 2011.6.13 -2011.6.24 4位代码数字锁一、设计任务与要求任务与要求：设计一个保险箱用4位代码数字锁，如果输入代码与设定的代码（1101）相同，则保险箱被打开，绿色指示灯亮，错误则红色指示灯亮并发出声音报警。二、方案设计与论证设计思路：1、该题的主要任务是产生一个开锁信号，而开锁信号的形成条件是输入代码和密码相同。 2、在产生开锁信号后，要求输出声、光信号，声音的产生由开锁信号触动扬声器工作，光信号由开锁信号点亮LED指示灯。方案一、由四个单刀双掷开关构成密码开关，用户可以通过控制开关来控制A、B、C、D四个输入端的电平的高低，进而控制输出电平的高低以及报警信号的工作，当输入端与设置端密码相同时，则输出为高电平，二极管亮（绿灯），否则输出为低电平，并且发出报警，即蜂鸣器发出响声，二极管亮（红灯），至此完成本方案的设计。原理框图如下：方案二、用两片八位锁存器，一片输入密码，另一片输入开锁的代码，通过比较的方法判断若两者相等，则形成开锁信号。在产生开锁信号后，要求输出声、光信号，其中音响的产生可以由开锁信号去触发音响电路。其中的光信号可以用开锁信号点亮LED指示灯（绿灯）。用按钮开关的第一个动作信号触发一个作5s定时的定时器，若在5s内无开锁信号的产生，则让扬声器产生一种特殊的音响，以示警告，并输出一信号使LED指示灯亮（红灯）。原理框图如下：三、单元电路设计与参数计算对于第一个逻辑表达工式或逻辑电路，其真值表可以是惟一的，但其对应的逻辑电路或逻辑表达式可能有多种实现形式，所以，一个特定的逻辑问题，其对应的真值表是惟一的，但实现它的逻辑电路是多种多样的。在实际设计工作中，如果由于某些原因无法获得某些门电路，可以通过变换逻辑表达式变电路，从而能使用其他器件来代替该器件。同时，为了使逻辑电路的设计更简洁，通过各方法对逻辑表达式进行化简是必要的。组合电路可用一组逻辑表达式来描述。设计组合电路直就是实现逻辑表达式。要求在满足逻辑功能和技术要求基础上，力求使电路简单、经济、可靠、实现组合逻辑函数的途径是多种多样的，可采用基本门电路，也可采用中、大规模集成电路。A、B、C、D为四个输入端，Z为输出端。1）真值表A0000000011111111B0000111100001111C0011001100110011D0101010101010101Z00000000000001002）卡诺图： 00000000010000003）得出逻辑表达式：4)画出逻辑电路图如下：四、仿真过程与仿真结果仿真步骤：（1）双击打开EWB软件，点击文件-New （2）添加元器件到EWB工作白板中，要用到与非门，发光二极管，蜂鸣器，NPN型三极管等，单击Source,Basic,Diodes,Logic Gates， Digital ICs添加74LS00与非门集成芯片，如下图：（4）按照原理图进行连线，得到仿真图：仿真结果：由上图可看出，当输入密码为1101时，绿色发光二极管亮。得到的结果与设计要求一模一样。输入错误密码时，得到仿真结果如下： 由此图也可看出，当输入密码不相同时，红色发光二极管亮，蜂鸣器也有报警响声，与设计要求相同，说明设计的电路是正确的。五、总原理图及元器件清单1、总原理图2、元件清单元件序号名称主要参数数量备注1与非门74LS0022三极管S901423电阻21K4单刀双掷开关45发光二极管2红绿各一个6蜂鸣器174LS00是一个4个二输入与非门芯片。蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，当蜂鸣器获得足够大的电流后发声，蜂鸣器中没有电流流过是不发声。六、安装与调试进入实验室后，我们根据前一周分析的电路原理图和电路元器件，在万用板上进行了布线和焊接。在最终的调试下，结果如下图：图中为输入错误的密码时，红色发光二极管亮，同时蜂鸣器发出报警声。七、性能测试与分析经过在万用板上的安装与调试，效果能达到实验的设计要求：输入代码与设定的代码（1101）相同，则保险箱被打开，绿色LED指示灯亮，错误则红色LED指示灯亮，蜂鸣器发出声音报警。八、结论与心得以上为我们所设计的电子密码锁电路，它经过多次修改和整理，以是一个比较不错的设计，可以满足人们的基本要求，但因为水平有限，此电路中也存在一定的问题，譬如说电路的密码不能遗忘，一旦遗忘，就很难打开，这可以通过增加电路解决，但过于复杂，本次设计未其中；电路密码只有16种可供修改，但由于他人不知道密码的位数，而且还要求在规定的时间内按一定的顺序开锁，所以他人开锁的几率很小；电路中未加显示电路，但可通过其它数字模块实现这一功能。这二周学习，我感觉有很大的收获：首先，通过学习使自己对课本上的知识可以应用于实际，使的理论与实际相结合，加深自己对课本知识的更好理解，同时实习也段练了我个人的动手能力：能够充分利用图书馆去查阅资料，增加了许多课本以外的知识。能对EWB、protel 99se等仿真软件操作，能达到学以致用。通过对各元器件的引脚功能、真值表的分析、并设计其原理图，且利用电子电路计算机进行仿真使得学习研究电子技术变得更加简单、直观，学习效果进一步提高，带动了学习的积极性。通过学习使自己对课本上的知识能够应用于实际，使得理论与实际相结合，加深了对课本上知识的理解，课程设计也锻炼了我个人的动手能力。 这次课程设计不仅检验了我过去一年所学习的电子课程知识，也大大锻炼了我的能力。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不可少的过程，这次课程设计中不仅仅检验了我所学的知识，也培养了我们如何去把握一件事，如何去完成一件事，和搭档的过程中，和同学相互分工合作，相互探讨。我觉得做课程设计的同时也是对课本知识的巩固和加强，平时课间所学的知识不能很好的理解和运用，这次课程设计中，我们了解了很多元器件的功能，并能对于其在电路中的使用有了更多的认识和理解。此次课程设计，学到了很多平时学不到的内容，比如，独立思考解决问题，与人合作共同提高，都受益匪浅，今后的制作应该更加轻松，更加的容易自己解决完善。九、参考文献1康华光.电子技术基础（第五版）.北京：高等教育出版社:20062张庆双.实用电子电路200例M