密码锁数电课程设计Word格式文档下载.doc
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4、学会简单电路的实验调试和性能指标的测试方法,提高动手能力和进行数字电子电路实验的基本技能。
5、随着人们生活水平的提高,如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出,传统的机械锁由于其构造的简单,被撬的事件屡见不鲜,电子锁由于其保密性高,使用灵活性好,安全系数高,受到了广大用户的亲睐。
1.1电路功能
每把锁都有其预先设定好的(六位二进制数)密码,该密码可以修改。
输入密码按确定键后,若密码正确则锁打开(此设计用发光二极管S表示锁,锁打开就是点亮发光二极管S),打开的持续时间Tx为按下确定键到松开后10秒(按住确定键不放的话S一直亮着)。
若密码不正确则电路发出报警信号(用放光二级管J和蜂鸣器表示,报警就是点亮放光二级管J,蜂鸣器响起),警报持续时间也为Tx。
任意输入密码而不按确定键的话电路不会有反应。
1.2元器件清单
名称
型号
数量
四/2输入端与非门
74LS00
1块
译码器
74LS138
555
同步D触发器
74LS175
发光二极管
2个
杜邦线
1根
插针
1排
芯片插槽
DIP14
DIP16
4个
DIP8
1个
电容
10uf
103(0.01uf)
蜂鸣器
按钮
拨动开关
单刀双掷
6个
二极管
电阻
1M
470
50
1
数码管
数码管译码器
CD4511
非门
74LS04
编码器
74LS148
1.3电路框图
密码验证模块
计时模块
开锁信号
报警信号
密码输入
确定输入
逻辑组合模块
修改密码
锁住输入
密码显示
2单元电路的设计
2.1密码验证模块
此模块主要是用输入键盘和74LS138实现,74LS138为3线-8线译码器,它的真值表如表1-1.
表1-1
输入
输出
S1
S2+S3
A2A1A0
Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7
X
XXX
11111111
000
01111111
001
10111111
010
11011111
011
11101111
100
11110111
101
11111011
110
11111101
111
11111110
图1-1
由表1-1可知每个输出端为0时都有唯一的输入码,所以可以把S1S2S3A2A1A0作为密码输入端,与输入键盘相连,共有26=64种输入情况。
Y0—Y7只需要选择其中一端作为密码验证信号输出就行了。
有8个选择,也就是修改密码时,只有8个不同的固定密码可以选。
电路连接图如1-1.
密码设
定端
至74LS175
2.2计时模块
此模块选用555电路单稳态的一种变形。
如图2-1.
图2-1
按下确定开关将在时基电路输出端OUT(第3引脚)产生高电平,经延时Tx后,输出端OUT将保持低电平不变。
(Tx≈1.1R1C1)
当按钮按下时C1储存的电荷通过SW7泄放,2脚TR受低电平触发,555置位,3脚输出高电平。
松开按钮后,定时即开始,此时电源通过电阻R1向C1充电,使C1两端电平不断升高,当升至2/3Vcc时,时基电路复位,定时结束,3脚输出低电平。
2.3锁定输出
此模块用的是D触发器74LS175.其电路连接如图3-1
A
来自555
来自74HC138
图3-1
该模块是把密码验证模块送来的验证结果存住。
在按下确定键时,555电路3脚产生的上升沿使触发器做出反应。
如表3-1.
CLK
D
Q
表3-1
保持
2.4逻辑组合模块
此模块的两个输入端是接锁定模块的输出端A和计时模块的输出端B。
两个输出端分别接开锁指示灯S和报警指示灯J。
它们的真值表如表4-1。
AB
SJ
00
11
01
10
表4-1
所以S=ABJ=AB
由此可以选用74LS00.实现该模块的逻辑功能A的非直接用74LS175的3引脚输出。
其连接图如图4-1.
图4-1
.2.5密码显示
3总电路图
4测试数据
密码选择端选择Y7时,查表1-2可知道密码为100111。
测试的数据如下表5-1
表5-1
信号灯
2
3
4
5
6
S
J
暗
亮
以上为所设计的电子密码锁电路,它经过多次修改和整理,可以满足课程设计的基本要求,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,要么一个一个试,要么拆开观察密码设置端后查表。
电路密码只有8种可供修改,但由于有64可能输入,所以他人要一次就开锁的几率很小。
5心得体会
通过这次的设计,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Proteus和Multisim等仿真软件进行操作。
在设计的过程中,遇到几个比较难解决的问题,一开始是先通过仿真软件进行模拟实现设计的功能,然后再通过AD画原理图,由于很多芯片在库里面都没有,需要通过查资料,再画原理图和封装,由于管脚比较多,比较容易出错在管脚的连接。
因为芯片多如果做单面板的话会有比较多跳线,所有做双面板,由于以前没做过双面板,难度有点大。
双面对齐比较难浪费了两块板,最后通过先打几个小孔再定位。
当做出来调试的时候并没成功,出现短路现象。
只能通过按照原理图,用万用表一条一条线检测,原来是由于再画总线的时候存在流水号重名。
虽然仿真可以实现,但到实际做的时候还会存在一定的问题,比如说使用555定时器,使用电容比较小,充放电时间会比较短,数字电路会存在延迟问题,不能观察到现象。
从中还学到比较多有用的东西。
致谢
在这个学期里,我要感谢的人很多,首先要感谢我的指导老师为我指点迷津,帮助我开拓研究思路,虽然老师平日里工作繁多,但在我做基础工程的每个阶段,都给予我悉心的指导和帮助,关心我每个阶段所做的工作。
还要感谢的是我们各课任课老师,给予我们最大的帮助,没有你们的谆谆教诲,就没有我们学有所长的今天。
当然,还要感谢寝室的兄弟们在我完成论文的过程中给予我的帮助和鼓励,我们一起学习和工作,最后,感谢在大学期间认识我和我认识的所有人,有你们伴随,才有我大学生活的丰富多彩,绚丽多姿!
参考资料
[1]阎石.数字电子技术基础(第五版).高等教育出版社.
[2]叶桂娟.555时基电路原理、设计与应用.电子工业出版社.
[3]《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1999.7
[4]《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2004.1
附录
1.74LS138芯片是常用的3-8线译码器
真值表:
上表中x表示为任意输入状态,在片选使用状态下输入中8线始终只有1线为0,此74HC138芯片在单片机系统中极大限度的起到了扩展IO资源的作用,只要用单片机的2个io引脚资源就能控制8个输出,而且程序的编制也容易实现。
2.74LS00功能:
四2输入与非门D9u838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
Inputs输入
B
Y
L
H
D9u838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
图174LS00引脚图D9u838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号-各种图纸
3.74LS175引脚图
4.
74ls175逻辑符号及内部结构图
<
74ls175管脚功能和内部结构图>
真值表
5.CD4511的引脚
CD4511具有锁存、译码、消隐功能,通常以反相器作输出级,通常用以驱动L
ED。
其引脚图如3-2所示。
各引脚的名称:
其中7、1、2、6分别表示A、B、C、D;
5、4、3分别表示LE、
BI、LT;
13、12、11、10、9、15、14分别表示a、b、c、d、e、f、g。
左边
的引脚表示输入,右边表示输出,还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSS.
6.pcb图
17
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