数字电路课程设计-密码锁.docx

武汉理工大学数字电子技术基础A课程设计说明书课程设计任务书学生姓名： 肖伟翔 专业班级： 电信1002 指导教师： 刘运苟 工作单位： 信息工程学院 题 目：2 数字密码判断电路初始条件：具备数字电子电路的理论知识；具备数字电路基本电路的设计能力；具备数字电路的基本调试手段；自选相关电子器件；可以使用实验室仪器调试。要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）1、4位LED显示十进制数；2、输入四位密码；3、连续三次不正确键盘锁住；4、10秒有效；5、设计电源；6、焊接：采用实验板完成，不得使用面包板。时间安排：第十九周一周，其中3天硬件设计，2天硬件调试指导教师签名： 2012年 5 月 30日系主任（或责任教师）签名： 年 月 日目录1.数字密码判断的总体设计方案31.1 系统框图 32.各部分电路设计 32.1 密码输入电路 32.2 密码存储电路 42.3 密码输入控制电路 52.4 密码显示电路62.5 密码验证与报警电路 73.整体电路的仿真 84.实物的制作84.1 按键模块 94.2 数码管模块 94.3 整体电路 105.心得体会116.参考文献117.附录 121.数字密码判断的总体设计方案输入密码显示电路1.1 系统框图报警电路密码验证电路密码存储电路密码输入电路密码输入控制电路2.各部分电路设计2.1 密码输入电路图1.1 密码输入电路该电路有十个按键D0-D9，用来控制密码的输入，通过74HC147进行编码，在密码输入有效的时间内，如果十个按键中有按键按下，则CR产生一个脉冲，用于控制密码的输入，74HC147编码后通过四个反相器，把十进制码转为二进制码。S0用于密码输入，按下后开始输入密码，有效时间为十秒。S1用于产生修改密码所需的脉冲。S2用于解锁。2.2 密码存储电路图1.2 密码存储电路该电路左边四块74LS194用于存储输入密码，右边四块用于存储原始密码，密码的输入通过脉冲CR和E0-E3控制，E0-E3只有一个为高电平，通过四个D触发器控制。2.3 密码输入控制电路 图 1.3 密码键盘输入控制电路密码输入控制电路的时间控制由555构成单稳态电路，当S0按下，产生一个时间约为10秒的脉冲，为密码输入时间，波形如图图 1.4 稳态进入暂稳态 图 1.5 暂稳态进入稳态该电路中用计数器74LS393记录密码输入的次数，若密码输入正确，则产生清零信号，计数清零，若三次输入错误，则Y1产生高电平，锁住密码输入键盘，如果按下S2，则可以产生清零信号，对计数器清零，密码输入键盘解锁。图 1.6 密码输入控制电路该电路用于控制键入的密码数据送入寄存器，上电后E0-E3为1000，在密码输入的有效时间，按下一次按键，CR产生一个脉冲，此时第一个寄存器把密码存入，E0-E3由1000变为0100，再按一次密码存入第二个寄存器，E0-E3由0100变为0010，按四次即完成密码的输入。2.4 密码显示电路图 1.7 密码显示电路该电路用于显示输入密码，由于简化仿真电路，故用此电路，制作实物时，该电路采用共阴极数码管与译码器74LS48构成，电路的连接不做详细介绍。2.5 密码验证与报警电路 图1.8 密码验证与报警电路该电路采用四位比较器74LS85，如果输入密码与原始密码相同，则输出高电平，四位密码都相同则都输出高电平，四个输出通过四输入的与非门，都为1时，输出为低电平，此时发光二级管亮，密码输入正确，如果发光二级管不亮，则输入的密码错误。3.整体电路的仿真图 1.9 整体电路输入密码为2341，二极管没有亮，密码输入错误。当输入正确密码时，二极管亮。4.实物的制作4.1 按键模块按键模块的制作加入了消抖电路，利用电容的放电延时，采用并联电容法，实现硬件消抖。但是实物的消抖效果不是很理想。图 1.10 按键消抖电路4.2 数码管模块图 1.11 数码管模块实物图4.3 整体电路图 1.12 整体电路正面图图 1.13 整体电路背面图5.心得体会 通过对密码判断电路的设计，我深刻的认识到理论联系实际这句话的重要性与真实性。而且通过此课程设计，我不但知道了以前不知道的理论知识，而且也巩固了以前知道的知识。最重要的是在实践中理解了书本上的知识，明白了学以致用的的真谛。也明白了老师为什么要求我们做好这个课程设计的原因，老师是为了教会我们如何用所学的知识解决实际的问题，提高我们的动手能力。在整个设计过程中，我觉得调试部分是最难的，因为理论计算的参数在实际中并不一定是最佳参数，我们必须通过观察结果来改变参数的数值已达到最好的效果。此外，我也学到了团队合作的重要性，在整个设计中，正是因为我们各个队员的分工合作，携手合力，最终才能在规定时间内顺利的完成了任务。虽然完成的结果还是有些不如意，但是我们在实践中受益匪浅。6.参考文献1、电子技术国防科大出版社 任永益等编 1994.82、数字电子技术杨志忠主编 高等教育出版社 20003、新型集成电路应用实例何希才编著 电子工业出版社 2002.6 4、数字集成电路应用300例 黄继昌等编著 人民邮电出版社 2002.15、电子技术基础实验与课程设计 章忠全主编 中国电力出版社 1999.76、电子电路及仿真路勇主编 清华大学出版社、北方交大出版社 2004.17、新编实用电子线路集锦 陈有卿主编 新时代出版社 1997.38、无线电杂志 2003.