基于Multisim的数字密码锁设计_eda课程设计报告

1、-« +T|>电子电路设计实验课程设计报告名:业:11电子信息工程2班号:2013 年5月20 日2012年6月3日学院信息科学与工程学院封面目录实验任务书-3摘要4正文5一、 系统设计1、设计要求2、 系统设计方案2.1 、系统整体设计2.2 、 系 统 各 单 元 组 成 与 功 能 6二、 系统各单元详细分析与设计1、所使用芯片的功能简介1.1 、CD45321.2 、741941.3 、74851.4 、 7432、 7304、 74082、各单元电路分析与设计2.1 、 1 位密码输入及比较单元2.2 开锁信号输出单元课程设计题目基于Multisim的数字密码锁设计2

2、.3 .控制单元2.4显示单-10三、仿真结果演示10四、总结与心得15五、附16课程设计任务书姓名学号班级11级电子2班院部信息科学与工程专业电子信息工程指导教师课程设计目的米用Multsim设廿一个数子密码锁；课程设计所需环境硬件环境：微型计算机软件环境： Windows 7 Multisim 12课程设计任务要求(1)米用Multsim 设廿一个数子酱码锁；(2)设定的密码为五位，由“ 09”十个数字组成；(3)输入密码止确时，发出升锁信号；密码错误时，发出报警信号；(4)用绿色发光二极管亮表示开锁，红色发光二极管亮表 示报警。课程设计工作进度计划序号起止日期工作内容15.205.23查

3、找与数字密码锁相关的资料25.245.28设计电路35.286.3撰写课程设计报告指导教师签字：年月日摘要本次设计目的为使用Multsim设计一个数字密码锁,使其能包设置5位密码，每位密码均由“ 09”十个数字组成。输入密码正确时，发出开锁信号，用绿色发光二极管亮表示；密码错误时，发出报警信号，用红色发光二极管亮表示。本次设计综合利用编码器 、数值比较器 、移位寄存器等电子器件完成了数字密码锁的基本功能。关键词 ：数字密码锁 Multisim 编码器 数值比较器移位寄存器一、 系统设计1、设计要求使用Multsim 设计一个数字密码锁，使其能够设置5位密码，每位密码均由 “09”十个数字组成。

4、输入密码正确时，发出开锁信号，用绿色发光二极管亮 表示；密码错误时，发出报警信号，用红色发光二极管亮表示。2、系统设计方案2.1、 系统整体设计整个系统包括5位密码输入及比较单元、开锁信号输出单元、控制单元、 显示单元。5位密码输入及比较单元完成对预设密码的存储及开锁密码与预 设密码的比较；开锁信号输出单元完成对 5位密码比较结果的线与，若结果 为密码正确则控制绿色探针亮，红色探针亮；控制单元使用开关对密码锁修 改密码、确认输入等行为进行控制；显示单元使用Multsim元件库中提供的译码数码管对输入的密码予以显示。2.2、 系统各单元组成与功能A. 5位密码输入及比较单元：用于完成对预设密码的

5、存储及开锁密码与预设 密码的比较。1位密码输入及比较单元（需5个该单元）元件作用10位开关1个输入“09”CD4532® 个级联构成16线-4线编码器7432 一个与门，用于CD453激联74194移位寄存器1个存储预设密码7485比较器1个比较开锁密码与预设密码是否相同1K欧电阻12个限流1位密码输入及比较单元流程图:预设密码Fa= Fb 端输 出B.开锁信号输出单元：完成对5位密码比较结果的线与，若结果为密码 正确则控制绿色探针亮，红色探针亮。开锁信号输出单元元件作用7408 一个与门，对5位密码比较结果进行线与红色、绿色探针各1个作为开锁与报警信号7404 一个非门，对7408

6、判断结果取非10K欧电阻2个用于构成检测探针电路C.控制单元：使用开关对密码锁修改密码、确认输入等行为进行控制控制单元元件作用预设密码确定开关开锁密码确定开关D.使用Multsim元件库中提供的译码数码管对输入的密码予以显示。系统各单元详细分析与设计1、所使用芯片的功能简介1.5、 CD45323 2 1 QKbI I* 1- Icr-ccccrrL kBxkSTYJYICD4532的功能是8位输入（D7-D。3位二进制输出的优先编码 器，8个输入端的输入优先级次序依次为 D7- DQ当片选使能端EI 是低电平的时候该优先编码器被禁止工作。当EI时高电平时编码器工作，即将最高优先级的输入端编为

7、二进制的代码显示在输出端 Q2-QQ同时片选信号端GS为高电平以表示编码器正处于工作状态。 当输入端没有输入时（输入全部为低电平）输出使能端EO为高电平。 如果任何一个输入端有输入（即有输入端为高电平），EO为低电平同 时低于该输入端优先级的任何请求将无效。将两片CD4532R如图方式级联可构成16位输入编码器。APPLICATIONS1.2、74194CLEARSHIFT RIGHT StHIAL INPUTPARALLELINPUTSSHIFT LEFT SERIAL INPJTGNDEEEE5E巨9QUQCCLOCKS。74194是4位双向移位寄存器，其功能表如下:本设计应用其并行输入存

8、储的功能。将开关S3接其CP端，输入预设密码后，将S3由低接高，74194就存储了预设密码。1.3、7485uaMh-Linft PackageMIA WPUFTSCA9CACE MHTTS QVfTMjTS7485是4位数值比较器，功能表如下:Function TableComparing InputsCascading InputsOutput1A3, B3舄2, B2A1/B1AQ, BOA > BA < BA - BA > BA < BA3、日3XXXXXXHLLA3 < B3XXXXXXLHLA3 - B3A2 > B2XXXXXHILL3 - B

9、3A2 c B2XXXXXLHLA3 = B3A2 = B；A1 > B1XXXXHLLA3 =日 3W - 02A1 < B1XXXX1HLA3 - 832 - B2Al - BlAO > B。XXXHILA3 - B3A2 - B2Al - BlA0< E OXXXLHLA3 - B3A2 - B2Al = 91AD - BOHLLHLLA3 - B9W - B2Al - BlAD - BOLHLLHLA3 = B3A2 -Al - BlAD = BCLLHLLHA3 = B3A2 = B2Al = BlAO = BOXXHLLHA3 = B3AN = B2A1 =

10、 B1AO = BOHHL1LLA3 83- B2Al - BlAD - BOLLLHHLH - W浦 IfM*1, L Low 9产L X Dor" Gars1.4、 7432或门芯片、7408与门电路、7404非门电路2、各单元电路分析与设计2.1 、1位密码输入及比较单元该单元用于完成对预设密码的存储及开锁密码与预设密码的比较1位密码输入及比较单元（需5个该单元）元件作用10位开关1个输入“09”CD4532® 个级联构成16线-4线编码器7432 一个与门，用于CD453激联74194移位寄存器1个存储预设密码7485比较器1个比较开锁密码与预设密码是否相同1K欧电

11、阻12个限流1位密码输入及比较单元流程图:预设密码Fa=Fb端输 出2.2 .开锁信号输出单元该系统完成对5位密码比较结果的线与，若结果为密码正确则控制 绿色探针亮，红色探针亮。开锁信号输出单元元件作用7408 一个与门，对5位密码比较结果进行线与红色、绿色探针各 1个作为开锁与报警信号7404 一个非门，对7408判断结果取非10K欧电阻2个用于构成检测探针电路2.3 .控制单元使用开关对密码锁修改密码、确认输入等行为进行控制控制单元元件作用S3预设密码确定开关S8开锁密码确定开关2.4 .显示单元使用Multsim元件库中提供的译码数码管对输入的密码予以显示。三、仿真结果演示1、电路初始状

12、态（S3断开，S8接地）。如下图:2、输入预设密码，如：12345,之后按下预设密码确定开关（拨动S3到高电平），此时预设密码被74194存储下来。如下图：3、将密码输入开关拨回初始状态，如图:fegmBf4、输入开锁密码，之后按开锁密码确认开关S8,。若输入错误密码，如11111,则绿灯不亮，红灯亮，表示锁未开启。如下图:若输入正确密码，此为 12345,则绿灯亮，红灯灭，表示成功开锁。如下图:四、总结与心得这次课程设计，是对我这学期EDA实验课所学知识的一次巩固与检验。在利用Multisim 进行设计的过程中，通过资料的查阅，方案的分析汇总，电路的不断调试终 于成功实现了课设题目的要求，完成了5位数字密码锁的设计。由于自己所学知识有限， 本次设计存在一些未解决的问题。 其一，本方案所用芯片 数目过多，其中使用了 5个74194分别存储5位十进制数的8421